【java入门到放弃】数据结构

1、线性数据结构

1.1、数组（Array）

1.2、链表（Linked List）

单链表

双向链表

循环链表

1.3、栈

1.4、队列

普通队列

循环队列

双端队列

2、非线性数据结构

2.1、树

2.1.1、普通树

特点：一个节点可以有任意多个子节点

算法重点：

DFS：Depth First Search（深度优先搜索）。树的先序遍历，是DFS的一种实现。

BFS：Breadth First Search（广度优先搜索）。就是层序遍历。

2.1.1.1、B+ 树

数据库使用这个B+树。一种多路平衡搜索树（多个子节点，树的高度始终保持很低不会退化成链表，节点里的 key 有序）。优点是磁盘IO少，有 双向链表 范围查询快

B+ 树的定义：

一个节点可以有多个子节点
子节点个数 = 阶（order）
- 比如：3 阶、4 阶、100 阶......
所有数据都存放在 叶子节点
叶子节点之间 用链表相连（双向链表）

mysql中，一般只有2到4层。

数据存储：B 树，内部 + 叶子。B+ 树，只在叶子

类型	叶子节点存储	数据顺序	查询效率特点
聚簇索引	整行数据	与索引顺序一致	范围查询快，唯一聚簇
二级索引	索引列 + 主键	与索引顺序不一致	单点查找快，但回表有开销

聚簇索引一般是主键。物理顺序只能有一个，所以只能一个聚簇索引

2.1.2、二叉树

2.1.2.1、平衡二叉树

定义：

任意节点左右子树的高度差 ≤ 1

2.1.2.2、二叉搜索树

定义：

左子树所有节点值 < 根节点
右子树所有节点值 > 根节点

2.1.2.3、完全二叉树

定义：

除最后一层外，其余层都是满的
最后一层节点 从左到右连续排列

2.1.2.4、红黑树

红黑树是一种自平衡二叉搜索树，但它不是"高度严格平衡"的

1、每个节点非红即黑

2、根节点是黑色

3 、叶子节点（NIL，空节点）是黑色

4、 红色节点不能连续（红节点的子节点必须是黑）

5、 从任意节点到其所有后代 NIL 节点的黑节点数相同（黑高一致）

2.1.2.5、堆

1、结构性（Structure Property）

必须是 完全二叉树
最后一层从左到右依次填充

2、堆序性（Heap Property）

每个节点都满足：
- 大顶堆：parent ≥ children
- 小顶堆：parent ≤ children

2.2、图

图 = 顶点（Vertex） + 边（Edge）

顶点（V）：点、节点
边（E）：连接顶点的关系

表示为顶点集边集。顶点集不能为空，边集可以为空。

分类：

无向图，有向图

无权图，带权图

3、散列结构

3.1、哈希表

哈希表是一种通过哈希函数将 Key 映射到数组下标，从而实现快速存取的数据结构。

key → hashCode → index。再把value和key，一起绑定到index。

在 Java JDK 8+ 的 HashMap 中：

参数	默认值
初始容量	16
负载因子	0.75，大于12时，才扩容
链表 → 树	8，大于8时，才变红黑树，还要容量不小于64
树 → 链表	6，小于6时，才变链表
树化最小容量	64，容量不小于64，链表才会开始变树

扩容规则就是：容量 × 2（翻倍）

HashMap 扩容时会根据新容量重新确定每个元素的存放位置；