平时学习java遇到的数据结构有：数组，链表，二叉树（红黑树），哈希表（数组+链表），栈，队列。我们平时最常用的集合也是在这些的基础上进行数据的读写。

1，基本概念

1.1、时间复杂度

/**
把程序的相对执行时间函数 T(n) 简化为一个数量级，用大写的O表示，T(n)=O(f(n))。
时间复杂度的推导原则：
如果运行时间是常数量级，则用常数1表示;
如果函数中有多项，则保留最高阶项并去除前面的系数;
常见的时间复杂度：O(1) < O(logn) < O(n) < O(n^{2})
*/

1.2、空间复杂度

/**
对一个算法在运行过程中临时占用存储空间大小的量度，用大写的O表示，S(n)=O(f(n))。
时间复杂度的推导：
常量空间：当算法的存储空间大小固定，和输入规模没有直接的关系是，空间复杂度记为 O(1) ;
线性空间：算法分配的空间是一个线性的集合（如数组），并且集合大小和输入规模 n 成正比，空间复杂度记为 O(n);
二维空间：算法分配的空间是一个二维数组集合，并且集合的长度和宽度都与输入规模 n 成正比，空间复杂度记为 O(n^{2}{\color{Red} }{\color{Red} });
常见的空间复杂度：O(1) < O(n) < O(n^{2})
*/

1.3、性能对比

查找

修改

添加

删除

数组

O(1)

O(1)

O(n)

O(n)

列表

O(1)

O(1)

O(1)

O(1)

栈

O(1)

O(1)

队列

O(1)(循环队列)

O(1)（循环队列）

哈希表

O(1)

约等于O(1)

约等于O(1)

约等于O(1)

2、数组

/**
定义：有限个相同类型的变量所组成的有序集合

特点：
数组中的每个元素有自己的下标，从0开始，直到数组长度-1 ;
在内存中顺序存储（在内存中占用了连续完整的存储空间），可以很好的实现逻辑上的顺序表
数组实际元素的数量可能小于数组的长度 ;
适合读操作多，写操作少的场景 ;
数组属于线性的数据结构;

数组内存结构分析：数组是引用数据类型，存放在堆内存中（数组名存放在栈内存中，是一
个地址，数组的内容存放在对堆内存中）
*/

3、链表 linked list

/**
定义：在物理上 非连续、非顺序 的数据结构，由若干节点组成。

单向链表：每一个节点包含两部分。一部分是存放数据的变量 data , 另一部分是指向下一个节点的指针 next ;
双向链表：除了 data 和 next 指针，还有指向前置节点的 prev 指针

特点：
在内存中随机存储（每个节点分布在内存的不同位置，依靠 next 指针关联起来），可以很好的实现逻辑上的顺序表
链表中的数据只能根据指针按顺序进行访问 ;
适合插入删除多的场景 ;
链表属于线性的数据结构
*/

4、栈 stack

/**
定义：是一种线性数据结构，栈中的元素只能先入后出。

特点：
栈中的元素只能先入后出（First In Last Out，简称FILO）
最早进入的元素存放的位置叫做 栈底（bottom）,最后进入的元素存放的位置叫做 栈顶（top） ;
栈属于线性数据结构，既可以用数组来实现，也可以用链表来实现
出栈和入栈只会影响到最后一个元素
栈的输出顺序和输入顺序相反，通常用于“历史”的回溯

栈的基本操作：
入栈（push）：只允许从栈顶一侧放入元素，新元素的位置将会称为新的栈顶。
出栈（pop）：只有栈顶中元素才允许出栈，出栈元素的前一个元素将会称为新的栈顶
举例：一段封闭，一段开口的圆筒，往圆筒里放入乒乓球。先放入的靠近圆筒底部，后放入的靠近圆筒入口。要想取出乒乓球，只能按照和放入顺序相反的顺序来取。
*/

5、队列 stack

/**
定义：是一种线性数据结构，队列中的元素只能先入先出。

特点：
队列中的元素只能先入先出（First In First Out，简称FIFO）
队列的出口端叫做 队头（front）, 队列的入口端叫做 队尾（rear） ;
队列属于线性数据结构，既可以用数组来实现，也可以用链表来实现
在物理存储上，队尾的位置也可以在队头之前
队列的输出顺序和输入顺序相同，通常用于“历史”的回放
 
队列的基本操作：
入队（enqueue）：只允许在队尾的位置放入元素，新元素的下一个位置将会称为新的队尾。
出栈（dequeue）：只允许在队头一侧移出元素，出队元素的后一个元素将会称为新的队头。
举例：公路上的一条单行隧道，所有通过隧道的车辆只允许从隧道入口驶入，从隧道出口驶出，不允许逆行。要想让车辆驶出隧道，只能按照他们驶入隧道的顺序来驶出。
*/

6、哈希表 hash table

/**
定义：也叫散列表，本质上是一个数组。提供了键（key）和值（value）的映射关系。
哈希函数：通过哈希函数，可以把字符串或其他类型的 Key，转化成数组的下标 index。
哈希冲突：不同的 Key 通过哈希函数获得的下标有可能相同

哈希表的基本操作：
写操作（put）：在表中插入新的键值对。如调用 hashMap.put("002931","旺旺")，意思是插入一组Key为002931，Value为王五的键值对。
读操作（get）：通过给定的 Key ，在哈希表中查找对应的 Value。
*/