1.常用数据结构简介
答:
1.几个基本概念
数据：数据是指计算机接受的输入数据，比如：整型、浮点型等数值类型以及声音、图像、视频等非数值类型的数据
数据元素：是组成数据有一定意义的基本单位，比如一个人的基本信息包括姓名、性别、年龄等
数据对象：是性质相同的数据元素的集合，比如正整数数据对象N={1，2，3……}
数据结构：是数据的组织形式，即数据元素之间存在的一种或几种特定关系
数据类型：是用来刻画一组性质相同的数据及其上的操作。可以分为原子类型和结构类型。
抽象数据类型：对具有某种逻辑关系的数据类型进行描述，并在该类型上进行的一组操作。比如C++中的结构体。
2、数据结构
数据结构的主要任务就是通过描述对象的结构特征，包括逻辑结构在内的联系，然后把逻辑结构表示成计算机可实现的物理结构，从而方便计算机处理。
逻辑结构：数据对象中数据元素之间的相互关系，即数据对象中的数据元素的所有分布情况满足的规律。
集合结构：这种结构中的数据元素除了属于同一数据对象之外没有其他的任何关系。
线性结构：线性结构中的数据元素之间是一对一的关系，并且有一种先后次序关系。包括数组、线性表、栈、队列和串等等。
树形结构：树形结构中的数据元素之间是一对多的层次关系。
图形结构：图形结构中的数据元素之间是多对多的关系。
2.物理结构：又称存储结构，指的是逻辑结构在计算机中的存储形式。
顺序存储结构：把数据元素存放到地址连续的存储单元里，数据间的逻辑关系和物理关系一致
链式存储结构：把数据元素存放到任意的存储单元里，地址可以不连续，通过指针实现数据元素之间的逻辑关系。
3、算法
算法的定义：描述解决问题的方法。使用不同的数据结构解决某一类或者具体的问题的策略。
算法的特性：
有穷性：算法执行有限的步骤之后会结束而不会出现无限循环。
确定性：对于相同的输入只有唯一的输出结果。
可行性：算法的每一步都必须在有限执行次数完成。
输入：算法有零个输入或多个输入。
输出：至少有一个或多个输出。
2.列举java的集合以及集合之间的继承关系
用于存储数据的容器。
特点：
1：对象封装数据，对象多了也需要存储。集合用于存储对象。
2：对象的个数确定可以使用数组，但是不确定怎么办？可以用集合。因为集合是可变长度的。
集合和数组的区别：
1：数组是固定长度的；集合可变长度的。
2：数组可以存储基本数据类型，也可以存储引用数据类型；集合只能存储引用数据类型。
3：数组存储的元素必须是同一个数据类型；集合存储的对象可以是不同数据类型。
数据结构：就是容器中存储数据的方式。
对于集合容器，有很多种。因为每一个容器的自身特点不同，其实原理在于每个容器的内部数据结构不同。
集合容器在不断向上抽取过程中。出现了集合体系。
在使用一个体系时，原则：参阅顶层内容。建立底层对象。
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--< java.util >-- Collection接口：
Collection：
|--List：有序(元素存入集合的顺序和取出的顺序一致)，元素都有索引。元素可以重复。
|--Set：无序(存入和取出顺序有可能不一致)，不可以存储重复元素。必须保证元素唯一性。
1，添加：
add(object)：添加一个元素
addAll(Collection) ：添加一个集合中的所有元素。
2，删除：
clear()：将集合中的元素全删除，清空集合。
remove(obj) ：删除集合中指定的对象。注意：删除成功，集合的长度会改变。
removeAll(collection) ：删除部分元素。部分元素和传入Collection一致。
3，判断：
boolean contains(obj) ：集合中是否包含指定元素 。
boolean containsAll(Collection) ：集合中是否包含指定的多个元素。
boolean isEmpty()：集合中是否有元素。
4，获取：
int size()：集合中有几个元素。
5，取交集：
boolean retainAll(Collection) ：对当前集合中保留和指定集合中的相同的元素。如果两个集合元素相同，返回flase；如果retainAll修改了当前集合，返回true。
6，获取集合中所有元素：
Iteratoriterator()：迭代器
7，将集合变成数组：
toArray();
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--< java.util >-- Iterator接口：
迭代器：是一个接口。作用：用于取集合中的元素。
booleanhasNext()如果仍有元素可以迭代，则返回 true。
voidremove()从迭代器指向的 collection 中移除迭代器返回的最后一个元素（可选操作）。
每一个集合都有自己的数据结构，都有特定的取出自己内部元素的方式。为了便于操作所有的容器，取出元素。将容器内部的取出方式按照一个统一的规则向外提供，这个规则就是Iterator接口。
也就说，只要通过该接口就可以取出Collection集合中的元素，至于每一个具体的容器依据自己的数据结构，如何实现的具体取出细节，这个不用关心，这样就降低了取出元素和具体集合的耦合性。
Iterator it = coll.iterator();//获取容器中的迭代器对象，至于这个对象是是什么不重要。这对象肯定符合一个规则Iterator接口。
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public static void main(String[] args) {
Collection coll = new ArrayList();
coll.add("abc0");
coll.add("abc1");
coll.add("abc2");
//--------------方式1----------------------
Iterator it = coll.iterator();
while(it.hasNext()){
System.out.println(it.next());
}
//---------------方式2用此种----------------------
for(Iterator it = coll.iterator();it.hasNext(); ){
System.out.println(it.next());
}
}
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--< java.util >-- List接口：
List本身是Collection接口的子接口，具备了Collection的所有方法。现在学习List体系特有的共性方法，查阅方法发现List的特有方法都有索引，这是该集合最大的特点。
List：有序(元素存入集合的顺序和取出的顺序一致)，元素都有索引。元素可以重复。
|--ArrayList：底层的数据结构是数组,线程不同步，ArrayList替代了Vector，查询元素的速度非常快。
|--LinkedList：底层的数据结构是链表，线程不同步，增删元素的速度非常快。
|--Vector：底层的数据结构就是数组，线程同步的，Vector无论查询和增删都巨慢。
1，添加：
add(index,element) ：在指定的索引位插入元素。
addAll(index,collection) ：在指定的索引位插入一堆元素。
2，删除：
remove(index) ：删除指定索引位的元素。 返回被删的元素。
3，获取：
Object get(index) ：通过索引获取指定元素。
int indexOf(obj) ：获取指定元素第一次出现的索引位，如果该元素不存在返回-1；
所以，通过-1，可以判断一个元素是否存在。
int lastIndexOf(Object o) ：反向索引指定元素的位置。
List subList(start,end) ：获取子列表。
4，修改：
Object set(index,element) ：对指定索引位进行元素的修改。
5，获取所有元素：
ListIterator listIterator()：list集合特有的迭代器。
List集合支持对元素的增、删、改、查。
List集合因为角标有了自己的获取元素的方式： 遍历。
for(int x=0; x
sop("get:"+list.get(x));
}
在进行list列表元素迭代的时候，如果想要在迭代过程中，想要对元素进行操作的时候，比如满足条件添加新元素。会发生.ConcurrentModificationException并发修改异常。
导致的原因是：
集合引用和迭代器引用在同时操作元素，通过集合获取到对应的迭代器后，在迭代中，进行集合引用的元素添加，迭代器并不知道，所以会出现异常情况。
如何解决呢？
既然是在迭代中对元素进行操作,找迭代器的方法最为合适.可是Iterator中只有hasNext,next,remove方法.通过查阅的它的子接口,ListIterator,发现该列表迭代器接口具备了对元素的增、删、改、查的动作。
ListIterator是List集合特有的迭代器。
ListIterator it = list.listIterator;//取代Iterator it = list.iterator;
方法摘要
booleanhasNext() 以正向遍历列表时，如果列表迭代器有多个元素，则返回 true（换句话说，如果 next返回一个元素而不是抛出异常，则返回 true）。
booleanhasPrevious() 如果以逆向遍历列表，列表迭代器有多个元素，则返回 true。
intnextIndex() 返回对next 的后续调用所返回元素的索引。
intpreviousIndex() 返回对previous 的后续调用所返回元素的索引。
voidremove() 从列表中移除由 next 或previous 返回的最后一个元素（可选操作）。
voidset(Ee) 用指定元素替换 next 或previous 返回的最后一个元素（可选操作）。
可变长度数组的原理：
当元素超出数组长度，会产生一个新数组，将原数组的数据复制到新数组中，再将新的元素添加到新数组中。
ArrayList：是按照原数组的50%延长。构造一个初始容量为 10 的空列表。
Vector：是按照原数组的100%延长。
注意：对于list集合，底层判断元素是否相同，其实用的是元素自身的equals方法完成的。所以建议元素都要复写equals方法，建立元素对象自己的比较相同的条件依据。
LinkedList：的特有方法。
addFirst();
addLast();
在jdk1.6以后。
offerFirst();
offerLast();
getFirst():获取链表中的第一个元素。如果链表为空，抛出NoSuchElementException;
getLast();
在jdk1.6以后。
peekFirst();获取链表中的第一个元素。如果链表为空，返回null。
peekLast();
removeFirst()：获取链表中的第一个元素，但是会删除链表中的第一个元素。如果链表为空，抛出NoSuchElementException
removeLast();
在jdk1.6以后。
pollFirst();获取链表中的第一个元素，但是会删除链表中的第一个元素。如果链表为空，返回null。
pollLast();
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--< java.util >-- Set接口：
Set接口中的方法和Collection中方法一致的。Set接口取出方式只有一种，迭代器。
|--HashSet：底层数据结构是哈希表，线程是不同步的。无序，高效；
HashSet集合保证元素唯一性：通过元素的hashCode方法，和equals方法完成的。
当元素的hashCode值相同时，才继续判断元素的equals是否为true。
如果为true，那么视为相同元素，不存。如果为false，那么存储。
如果hashCode值不同，那么不判断equals，从而提高对象比较的速度。
|--LinkedHashSet：有序，hashset的子类。
|--TreeSet：对Set集合中的元素的进行指定顺序的排序。不同步。TreeSet底层的数据结构就是二叉树。
哈希表的原理：
1，对对象元素中的关键字(对象中的特有数据)，进行哈希算法的运算，并得出一个具体的算法值，这个值 称为哈希值。
2，哈希值就是这个元素的位置。
3，如果哈希值出现冲突，再次判断这个关键字对应的对象是否相同。如果对象相同，就不存储，因为元素重复。如果对象不同，就存储，在原来对象的哈希值基础 +1顺延。
4，存储哈希值的结构，我们称为哈希表。
5，既然哈希表是根据哈希值存储的，为了提高效率，最好保证对象的关键字是唯一的。
这样可以尽量少的判断关键字对应的对象是否相同，提高了哈希表的操作效率。
对于ArrayList集合，判断元素是否存在，或者删元素底层依据都是equals方法。
对于HashSet集合，判断元素是否存在，或者删除元素，底层依据的是hashCode方法和equals方法。
TreeSet:
用于对Set集合进行元素的指定顺序排序，排序需要依据元素自身具备的比较性。
如果元素不具备比较性，在运行时会发生ClassCastException异常。
所以需要元素实现Comparable接口，强制让元素具备比较性，复写compareTo方法。
依据compareTo方法的返回值，确定元素在TreeSet数据结构中的位置。
TreeSet方法保证元素唯一性的方式：就是参考比较方法的结果是否为0，如果return 0，视为两个对象重复，不存。
注意：在进行比较时，如果判断元素不唯一，比如，同姓名，同年龄，才视为同一个人。
在判断时，需要分主要条件和次要条件，当主要条件相同时，再判断次要条件，按照次要条件排序。
TreeSet集合排序有两种方式，Comparable和Comparator区别：
1：让元素自身具备比较性，需要元素对象实现Comparable接口，覆盖compareTo方法。
2：让集合自身具备比较性，需要定义一个实现了Comparator接口的比较器，并覆盖compare方法，并将该类对象作为实际参数传递给TreeSet集合的构造函数。
第二种方式较为灵活。
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Map集合：
|--Hashtable：底层是哈希表数据结构，是线程同步的。不可以存储null键，null值。
|--HashMap：底层是哈希表数据结构，是线程不同步的。可以存储null键，null值。替代了Hashtable.
|--TreeMap：底层是二叉树结构，可以对map集合中的键进行指定顺序的排序。
Map集合存储和Collection有着很大不同：
Collection一次存一个元素；Map一次存一对元素。
Collection是单列集合；Map是双列集合。
Map中的存储的一对元素：一个是键，一个是值，键与值之间有对应(映射)关系。
特点：要保证map集合中键的唯一性。
1，添加。
put(key,value)：当存储的键相同时，新的值会替换老的值，并将老值返回。如果键没有重复，返回null。
void putAll(Map);
2，删除。
void clear()：清空
value remove(key) ：删除指定键。
3，判断。
boolean isEmpty()：
boolean containsKey(key)：是否包含key
boolean containsValue(value) ：是否包含value
4，取出。
int size()：返回长度
value get(key) ：通过指定键获取对应的值。如果返回null，可以判断该键不存在。当然有特殊情况，就是在hashmap集合中，是可以存储null键null值的。
Collection values()：获取map集合中的所有的值。
5，想要获取map中的所有元素：
原理：map中是没有迭代器的，collection具备迭代器，只要将map集合转成Set集合，可以使用迭代器了。之所以转成set，是因为map集合具备着键的唯一性，其实set集合就来自于map，set集合底层其实用的就是map的方法。
★ 把map集合转成set的方法：
Set keySet();
Set entrySet();//取的是键和值的映射关系。
Entry就是Map接口中的内部接口；
为什么要定义在map内部呢？entry是访问键值关系的入口，是map的入口，访问的是map中的键值对。
3.数组和链表的区别
答:
数组是将元素在内存中连续存放，由于每个元素占用内存相同，可以通过下标迅速访问数组中任何元素。但是如果要在数组中增加一个元素，需要移动大量元素，在内存中空出一个元素的空间，然后将要增加的元素放在其中。同样的道理，如果想删除一个元素，同样需要移动大量元素去填掉被移动的元素。如果应用需要快速访问数据，很少或不插入和删除元素，就应该用数组。
链表恰好相反，链表中的元素在内存中不是顺序存储的，而是通过存在元素中的指针联系到一起。比如：上一个元素有个指针指到下一个元素，以此类推，直到最后一个元素。如果要访问链表中一个元素，需要从第一个元素开始，一直找到需要的元素位置。但是增加和删除一个元素对于链表数据结构就非常简单了，只要修改元素中的指针就可以了。如果应用需要经常插入和删除元素你就需要用链表数据结构了
综合以上，对于快速访问数据，不经常有添加删除操作的时候选择数组实现，而对于经常添加删除数据，对于访问没有很高要求的时候选择链表。
