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数据结构初始知识

news 2025/8/18 8:19:50

集合框架

Java 集合框架（容器） Java Collection Framework ，定义在java.util 包下的⼀组接⼝ interfaces 和其实现类 classes

数据结构

数据结构:相互之间存在—种或多种特定关系的数据元素的集台

容器背后的数据结构

算法

算法：对特定问题求解步骤的一种描述，是为解决一个或一类问题给出的一个确定的、有限长的操作序列

算法效率

算法效率是衡量算法好坏的标准，算法效率=时间效率+空间效率

时间复杂度

时间复杂度（时间效率）：衡量的是⼀个算法的运⾏速度，，算法中的基本操作的执⾏次数

⼤O的渐进表示法

1.⽤常数1取代运⾏时间中的所有加法常数,1-->加法常数

2.在修改后的运⾏次数函数中，只保留最⾼阶项

3.如果最⾼阶项存在且不是1，则去除与这个项⽬相乘的常数，最高阶1

func1的基本操作次数：N^2+2*N+10，大O的渐近表示法得时间复杂度O（N^2）

递归的时间复杂度=递归的次数*每次递归的次数

空间复杂度

空间复杂度（空间效率）：衡量⼀个算法所需要的额外空间，算法在运⾏过程中临时占⽤存储空间⼤⼩的量度

⼤O渐进表示法

常见的复杂度

O(1) O(logN)"2为底" O(N) O(n*logN) O(N^2)

包装类

基本数据类型	包装类
byte	Byte
short	Short
int	Integer
long	Long
float	Float
double	Double
char	Character
boolean	Boolean

装箱与拆箱

装箱

装箱：新建一个包装类型对象，将基本数据类型的值放入包装类对象的某个属性中

public class WrapperClass {public static void main(String[] args) {int num=11;Integer i=Integer.valueOf(num);System.out.println(num+" "+i);}
}

自动装箱

public class WrapperClass {public static void main(String[] args) {int num=22;Integer integer=num;Integer integer1=(Integer) num;System.out.println(integer1);}
}

拆箱

拆箱：将包装类对象的值取出，放到基本数据类型
public class WrapperClass {
public static void main(String[] args) {
int num=11;
Integer i=Integer.valueOf(num);
Integer i1=new Integer(i);
int num1=i1.intValue();
System.out.println(num1);

}
}

自动拆箱

public class WrapperClass {public static void main(String[] args) {int num=22;Integer integer=num;Integer integer1=(Integer) num;int num1=integer;int n=(int)integer;System.out.println(n);}
}

自动拆箱与装箱的简写版
public class WrapperClass {
public static void main(String[] args) {
int a=100;
Integer b=a;
System.out.println("a="+a);
System.out.println("b="+b);
Double c=100.0;
double d=c;
System.out.println("c="+c);
System.out.println("d="+d);
}
}

装箱源码知：如果值在范围之内，数组中拿值，如果超过范围，new对象

public class WrapperClass {public static void main(String[] args) {Integer a = 127;Integer b = 127;Integer c = 128;Integer d = 128;System.out.println(a == b);System.out.println(c == d);}
}

泛型

class 泛型类名称 < 类型形参列表 >{

}

class Arr<T>{public Object[] arr=new Object[5];public void setValue(int pos,T val){arr[pos]=val;}public T getValue(int pos){return (T) arr[pos];}
}
public class GenericClass {public static void main(String[] args) {Arr<Integer> array=new Arr<Integer>();array.setValue(0,10);int ret=array.getValue(0);System.out.println(ret);}
}

类名后的<T> 代表占位符，表示当前类是⼀个泛型类

• E表⽰Element

• K表⽰Key

• V表⽰Value

• N表⽰Number

• T表⽰Type

• S,U,V等等-第⼆、第三、第四个类型

泛型类的使用

泛型类 < 类型实参 > 变量名 ; // 定义⼀个泛型类引⽤

new 泛型类 < 类型实参 >( 构造⽅法实参 ); // 实例化⼀个泛型类对象

泛型只能接受类，所有基本数据类型必须使用包装类

类型推导

推导出实例化需要的类型实参Integer

裸类型

泛型小结：

1.泛型将数据类型参数化进行传递

2.泛型编译时自动进行类型检查和转化

泛型编译

类型擦除：编译时，Java编译器将泛型类型信息从代码中擦除，擦处后，泛型类型替换为边界类型/指定类型

擦除前代码：

class Arr<T>{public Object[] arr=new Object[5];public void setValue(int pos,T val){arr[pos]=val;}public T getValue(int pos){return (T) arr[pos];}
}

擦除后代码：

class Arr{public Object[] arr=new Object[5];public void setValue(int pos,Object val){arr[pos]=val;}public Object getValue(int pos){return arr[pos];}
}

泛型的桥接方法

泛型的上界

class 泛型类名称 < 类型形参 extends 类型边界 > {

...

}

复杂事例

package demo;class maxArray<T extends Comparable<T>> {public T findMax(T[] array){T max=array[0];for (int i = 0; i <array.length ; i++) {if (array[i].compareTo(max)>0){max=array[i];}}return max;}
}
public class Border{public static void main(String[] args) {maxArray<Integer> array=new maxArray<>();Integer[] arr={1,2,5,6,8,3,9,4,7};Integer ret=array.findMax(arr);System.out.println(ret);}
}

没有指定类型边界E，可以视为EextendsObject

泛型方法

⽅法限定符 < 类型形参列表 > 返回值类型⽅法名称 ( 形参列表 ) {

...

}

class A{public<T extends Comparable<T>> T findMax(T[] array){T max=array[0];for (int i = 0; i <array.length ; i++) {if (array[i].compareTo(max)>0){max=array[i];}}return max;}
}
public class Border{public static void main(String[] args) {A a=new A();Integer[] array={1,2,3,4,5};a.<Integer>findMax(array);int r=a.findMax(array);System.out.println(r);}
}

通配符

class Message<T> {private T message;public T getMessage() {return message;}public void setMessage(T message) {this.message = message;}}public class wildCard {public static void fun(Message<?> temp) {System.out.println(temp.getMessage());}public static void main(String[] args) {Message<String> message = new Message<>();message.setMessage("Hello");fun(message);Message<Integer> message1=new Message<>();message1.setMessage(11);fun(message1);}}