Java常用数据结构有哪些?

一、8种数据结构 **1、哈希表(Hash)** 哈希表也叫散列表。 哈希表也叫散列表，也叫Hash表。哈希表也叫散列表。 哈希表也叫散列表也叫散列表，也叫散列表。哈希表也叫散列表。哈希表也叫散列表。 哈希表也叫散列表，也叫Hash表。哈希表在数据查找、存储方面表现优秀，Hash函数能够将任意长度输入转化为定长输出。 Java中经典的HashMap，以数组+链表+红黑树构成。 哈希函数在哈希表中起着关键作用，能够将任意长度的输入转为定长的输出（哈希值）。通过哈希函数，任意长度的输入转为定长的输出（哈希值）。通过哈希函数，能够快速定位存储位置。 当哈希冲突发生时，Java 8中当链表长度大于8，将链表转化为红黑树，以提高检索速度。 **2、队列(Queue)** 类比水管，两端放开，一端入水，一端出水。 队列是一种特殊的线性表，只允许在表的前端进行删除操作，后端进行插入操作。 **3、树(Tree)** 树是一种非线性数据结构。 - **树的基本概念** - 二叉树：每个节点最多只有2个子节点。 - 完全二叉树：叶节点只允许出现在最下两层，且最下一层的叶子节点集中在该层左边若干位置的二叉树。 - 满二叉树： - 国内定义：除最后一层无任何子节点外，每一层上的所有节点都有两个子节点的二叉树。 - 国外定义：如果一棵二叉树的节点要么是叶子节点，要么它有两个子节点，这样的树称为满二叉树。 - 二叉查找树(BST)： 1. 任意节点的值大于其左子树所有节点的值。 - 任意节点的值小于右子树所有节点的值。 - 任意节点的左右子树也是二叉查找树。 - 平衡二叉树(AVL树)： - 任何节点的两棵子树高度差不超过1的二叉树。 Java培训中HashMap的红黑树，实质上就是平衡二叉树，通过颜色约束二叉树的平衡： - 每个节点都只能是红色或者黑色 - 根节点是黑色 - 每个叶节点（NIL节点，空节点）是黑色 **3、红黑树在Java8 HashMap中的应用：** - 实质上是平衡二叉树，通过颜色约束实现近似平衡： 1. 每个节点都只能是红色或者黑色 2. 根节点是黑色 3. 每个叶节点（NIL节点，空节点）是黑色 **4、堆(Heap)** 堆可以被看成树的数组对象，具有以下特点： - 堆是一棵完全二叉树。 - 最大堆/大根堆：某个节点的值不大于父节点的值。 - 最小堆/小根堆：某个节点的值不小于父节点的值。 **5、数组(Array)** - 数组是连续的存储空间，存储相同类型的数据。 - 优点：查找速度快。 - 缺点：添加、删除元素较慢；数组长度固定，无法存储不同类型的数据。 **6、栈(Stack)**（原文中此处误写为Stock） 栈可以类比为水桶，只有一端能够进出，遵循先进后出规则。 先进的元素进入栈底，读元素从栈顶取出。 **6、链表(Linked List)** 链表是一种动态的数据结构，由节点组成，每个节点包含数据和指向下一个节点的指针。 - 单向链表： - 最简单形式，每个节点有数据块和指向下一个节点的指针。 - 双向链表： - 每个节点有两个指针，分别指向前后节点。 - 查找和删除性能较高，但需要更多的存储空间。 - 循环链表： - 链表尾部指向头节点，头节点也指向尾节点，形成闭环，方便循环遍历。 **7、图(Graph)** 图的节点之间的关系是任意的，任意两个数据元素之间都可能存在关系，具有任意连接方式。 图中节点之间任意两个数据元素之间都有可能相关。

Java常用的数据结构主要包括以下几类： **一、线性结构** 1. **数组（Array）** - 特点：查询速度快（随机访问O(1)），增删慢。 - 实现类：Java基础类型数组、`ArrayList`。 2. **链表（Linked List）** - 特点：插入、删除快（O(1)），随机访问慢（O(n)）。 - 实现类：`LinkedList`。 3. **队列（Queue）** - 特点：先进先出（FIFO）。 - 实现类：`LinkedList`、`ArrayDeque`、`PriorityQueue`。 4. **栈（Stack）** - 特点：后进先出（LIFO）。 - 实现类：`Stack`（较旧，不推荐）、`LinkedList`或`ArrayDeque`替代。 **二、集合结构** 1. **集合（Set）** - 特点：元素无序且不重复。 - 实现类： - `HashSet`（无序，基于哈希表） - `LinkedHashSet`（保持插入顺序） - `TreeSet`（有序，基于红黑树） 2. **映射（Map）** - 特点：键值对，键不重复。 - 实现类： - `HashMap`（无序，查找高效） - `LinkedHashMap`（插入顺序或访问顺序） - `TreeMap`（基于红黑树，有序） - `ConcurrentHashMap`（线程安全） **三、树结构** 1. **二叉树（Binary Tree）** - 常见实现：二叉查找树（BST）、红黑树（TreeMap实现）。 2. **堆（Heap）** - 常见实现：优先队列（`PriorityQueue`，小顶堆为主）。 **四、图结构（Graph）** - Java标准库无内置图实现，常用的第三方实现如`JGraphT`。 **五、特殊结构** 1. **位集合（BitSet）** - 特点：高效存储位（bit）信息。 2. **布隆过滤器（Bloom Filter）** - 特点：快速判断元素是否存在（可能误判，不内置，Guava库有实现）。 以上数据结构广泛用于实际开发中，根据具体业务需求选择适合的数据结构。