Java数据结构与算法

一、核心概念：先搞懂 "是什么"

1. 数据结构（Java 版）

简单说，数据结构就是 Java 中存储和组织数据的方式，不同结构适配不同场景，就像你整理衣柜：

用 "数组" 就像把衣服按顺序叠好，取第 5 件很快，但中间加一件要全挪；
用 "链表" 就像把衣服用衣架串起来，中间加一件只需要解开挂钩，但找第 5 件要挨个翻；
用 "哈希表（HashMap）" 就像给衣服贴标签，按标签找一秒到位，但占地方多。

Java 里常用的核心数据结构（按学习优先级）：

结构类型	Java 实现类	核心特点	适用场景
线性结构	数组（Array）、ArrayList	查询快，增删慢（数组）；增删灵活（链表）	固定长度数据、频繁查询
	LinkedList（链表）		频繁增删、队列 / 栈实现
哈希结构	HashMap、HashSet	查找 / 增删快（O (1)），无序	快速查找、去重、缓存
树结构	TreeMap、TreeSet（红黑树）	有序，查找 / 增删 O (logn)	排序、范围查询（如排行榜）
队列 / 栈	Queue、Stack、Deque	先进先出（队列）、先进后出（栈）	任务排队、表达式计算

2. 算法（Java 版）

算法就是解决问题的步骤，用 Java 代码实现，核心是 "怎么高效操作数据结构"。比如：

排序：把数组里的数字从小到大排，Java 里有Arrays.sort()，但要懂背后的冒泡、快速排序；
查找：在数组里找某个数，顺序找（笨办法）和二分找（快办法）效率天差地别；
递归 / 动态规划：解决 "斐波那契数列""背包问题" 这类需要拆分成小问题的场景。

二、Java 中必学的核心算法（新手版）

1. 基础算法（入门必会）

排序算法 ：
- 冒泡排序（简单易写，新手入门）：两层循环，相邻元素对比交换；
- 快速排序（Java Arrays.sort() 底层核心）：分治思想，找 "基准值" 拆分数组，效率高；
- 补充：Java 自带的排序工具（Arrays.sort()、Collections.sort()）要会用，面试要懂原理。
查找算法 ：
- 二分查找（必须会）：仅适用于有序数组，每次砍半查找，时间复杂度 O (logn)；
- 代码示例（新手能直接跑）：

java

运行

复制代码

public class BinarySearch {
    public static void main(String[] args) {
        // 有序数组（二分查找前提）
        int[] arr = {1, 3, 5, 7, 9, 11};
        // 要找的目标值
        int target = 7;
        int result = binarySearch(arr, target);
        if (result == -1) {
            System.out.println("没找到目标值");
        } else {
            System.out.println("目标值在索引：" + result); // 输出：3
        }
    }

    // 二分查找核心方法
    public static int binarySearch(int[] arr, int target) {
        int left = 0;
        int right = arr.length - 1;
        while (left <= right) {
            // 找中间索引（避免溢出）
            int mid = left + (right - left) / 2;
            if (arr[mid] == target) {
                return mid; // 找到，返回索引
            } else if (arr[mid] < target) {
                left = mid + 1; // 目标在右半部分
            } else {
                right = mid - 1; // 目标在左半部分
            }
        }
        return -1; // 没找到
    }
}

2. 进阶算法（入门后拓展）

递归：比如用递归求阶乘、斐波那契数列（注意栈溢出问题）；
动态规划：解决 "最优解" 问题（如最长公共子序列、背包问题）；
贪心算法：每一步选局部最优，最终接近全局最优（如找零钱问题）。

三、Java 学习数据结构与算法的关键技巧

先懂原理，再写代码 ：比如学链表，先画流程图理解 "节点指向"，再用 Java 的Node类实现；
利用 Java 集合框架 ：不用重复造轮子，比如需要栈就用Deque（替代过时的Stack），需要哈希表就用HashMap，但要懂底层原理（比如 HashMap 的扩容、哈希冲突解决）；
刷题巩固：新手从 LeetCode 简单题开始（比如两数之和、反转链表），每道题先想思路，再用 Java 实现；
关注时间 / 空间复杂度：这是算法的核心评价标准，比如 "为什么数组查询快"（O (1)）、"为什么链表增删快"（O (1)），面试必问。

四、适合的学习资源（新手友好）

书籍：《算法图解》（入门）、《Java 数据结构和算法》（针对性强）；
刷题：LeetCode（Java 标签，简单题优先）、牛客网；
视频：B 站 "尚硅谷 Java 数据结构与算法"（零基础友好）。

总结

Java 数据结构核心是掌握集合框架的使用 + 底层原理，优先学数组、链表、HashMap、队列 / 栈；
算法入门先攻克二分查找、快速排序，会用 Java 代码实现，理解时间复杂度；
学习关键是 "先理解逻辑（画图），再写代码，最后刷题巩固"，避免死记硬背。