集合相关数据结构与算法

队列

import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;
/**
 * 数据结构:队列
 * Queue接口:java.util.Queue
 *      offer:将元素放入队列
 *      poll:从队列中取元素,取得的是最早offer的元素
 *            从队列中取出元素后,改元素会从队列中删除
 *      peek:获取队首元素。(不删除该元素!)
 *
 * LinkedList就是队列的子类
 */
public class QueueTest {
    public static void main(String[] args) {
        /**
         * 创建一个LinkedList实例,把它当做队列去看待!
         * 同样的,队列中我们应该只存放一种数据类型,
         * 所以同样可以用泛型去约束
         */
        Queue<String> queue = new LinkedList<>();
        queue.offer("A");
        queue.offer("B");
        queue.offer("C");
        System.out.println(queue);//[A, B, C]
        //获取队首元素,但不令其出队
        System.out.println("队首:"+queue.peek());//队首:A
        String element = null;
        /*
        * 从队列中获取元素使用poll()方法,若该方法返回null
        * 说明队列中没有元素了
        * */
        while ((element=queue.poll())!=null){
            System.out.println(element);
        }
        /**
         * 队列本着先进先出原则存放数据(FIFO)
         * 队列不支持插队,插队是不道德的。
         */
    }
}

栈数据结构

import java.util.Deque;
import java.util.LinkedList;
/**
 * 栈数据结构
 * Deque:
 *      pust:压入,向栈中存入数据
 *      pop:弹出,从栈中取出数据
 *      peek:获取栈顶位置的元素,但不取出
 * 栈结构本着先进后出原则(FILO)
 * 子弹夹就是一种栈结构
 *
 * LinkedList也是实现了Deque接口。
 */
public class DequeTest {
    public static void main(String[] args) {
        /**
         * 创建一个栈结构保存字符
         */
        Deque<Character> deque = new LinkedList<Character>();
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            deque.push((char) ('A'+i));
        }
        System.out.println(deque);//[E, D, C, B, A]
        /*
        * 注意:
        *       我们在使用pop获取栈顶元素之前,应先使用peek方法
        *       获取该元素,确定该元素不为null的情况下才应该将该
        *       元素从栈中”弹出“。否则若栈中没有元素后,我们调用
        *       pop会抛出异常“NoSuchElementException”
        */
        //注意使用peek判断栈顶是否有元素
        while (deque.peek()!=null){
            System.out.println(deque.pop()+"");
        }
    }
}

比较算法

/**
 * 比较算法
 * 若我们定义的类想在数组或集合中实现可以排序,我们需要将当前类
 * 实现Comparable接口,并定义比较规则
 */
public class ComparableTest implements Comparable<ComparableTest> {
    /*属性定义*/
    private int x;
    private int y;
    public ComparableTest(int x, int y) {
        this.x = x;
        this.y = y;
    }
    public int getX() {
        return x;
    }
    public void setX(int x) {
        this.x = x;
    }
    public int getY() {
        return y;
    }
    public void setY(int y) {
        this.y = y;
    }
    /**
     * 比较方法,该方法由Comparable接口定义
     * 所有子类均需要实现该方法来定义比较规则
     * @param point 比较时传入的参数,类型在实现接口的泛型中指定
     * @return 返回值
     * 大于0:自身比参数大
     * 小于0:自身比参数小
     * 等于0:自身和参数相等
     * 比较规则:
     *          比较点到原点的距离,谁的距离长谁大
     */
    @Override
    public int compareTo(ComparableTest point) {
        //自身点到原点的距离的平方
        int r = x*x+y*y;
        //参数点到原点的距离的平方
        int other = point.x*point.x+point.y*point.y;
        /*
        * 需要注意:
        *       equals方法返回true的时候,
        *       compareTo的返回值应该为0,
        *       反过来也一样。
        */
        return r-other;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "ComparableTest{" +
                "x=" + x +
                ", y=" + y +
                '}';
    }
}

Collections

  • Collection与Collections的区别?
    Collection是集合的父接口,而Collections是集合的工具类。
  • Collections类
    集合的工具类,提供了集合操作的若干方法。
    sort():该方法可以对集合中元素做自然排序。

Comparator比较器

  • 它是一个接口,实现该接口的类需要实现一个抽象方法int compareTo(E o1,E o2)。
  • 该方法返回值大于0:o1比o2大;
  • 该方法返回值小于0:o1比o2小;
  • 该方法返回值等于0:o1比o2相等;
  • 比较器用于比较集合中的元素。Collections提供了sort的重载方法,支持传入一个比较器对集合进行比较。
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.Comparator;
import java.util.List;
/**
 * 测试集合工具对集合元素进行的自然排序
 * 要确保集合中的元素是Comparable的子类!
 */
public class CollectionsTest {
    public static void main(String[] args) {
        List<ComparableTest> list = new ArrayList<ComparableTest>();
        //向集合中存放3个对象
        list.add(new ComparableTest(1,5));
        list.add(new ComparableTest(3,4));
        list.add(new ComparableTest(2,2));
        System.out.println(list);//[ComparableTest{x=1, y=5}, ComparableTest{x=3, y=4}, ComparableTest{x=2, y=2}]
        /**
         * 使用集合工具类对集合进行自然排序
         * 该方法会一次调用集合中每个元素的compareTo方法
         * 进行比较
         */
        Collections.sort(list);
        System.out.println(list);//[ComparableTest{x=2, y=2}, ComparableTest{x=3, y=4}, ComparableTest{x=1, y=5}]
        /**
         * 在排序集合元素时,我们不想根据元素的比较规则
         * 排序:按照x的值自小到大的顺序排序集合元素。
         *
         * 自定义的比较规则实现需要以下步骤:
         *  1、定义一个类并实现Comparator接口
         *  2、实现接口中的抽象方法compareTo(E o1,E o2)
         *  3、实例化这个比较器
         *  4、调用Collections的重载方法
         *      sort(Collection c,Comparator comparator)
         *      进行排序
         */
        //使用匿名类方式创建一个实例来定义比较器
        Collections.sort(list, new Comparator<ComparableTest>() {
            /**
             * 自定义的比较规则:两个点的x值大的大
             * @param o1
             * @param o2
             * @return 大于0:o1>o2,小于0:o1<o2,等于0:o1==o2
             */
            @Override
            public int compare(ComparableTest o1, ComparableTest o2) {
                return o1.getX()-o2.getX();
            }
        });
        System.out.println(list);//[ComparableTest{x=1, y=5}, ComparableTest{x=2, y=2}, ComparableTest{x=3, y=4}]
    }
}

自定义比较器练习

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.Comparator;
import java.util.List;
/**
 * 自定义比较器
 */
public class ComparatorTest {
    public static void main(String[] args) {
        /**
         * 定义一个字符串集合
         * 集合中存放:“Tom”,“Jerry”,“Boss”,“Killer”,“ATom”,“Clark”
         * 使用自然排序查看结果
         * 自定义排序规则:字母长的在后面
         */
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        list.add("Tom");
        list.add("Jerry");
        list.add("Boss");
        list.add("Killer");
        list.add("ATom");
        list.add("Clark");
        System.out.println(list);//[Tom, Jerry, Boss, Killer, ATom, Clark]
        /**
         * 使用String自带的排序规则做自然排序
         */
        Collections.sort(list);
        System.out.println(list);//[ATom, Boss, Clark, Jerry, Killer, Tom]
        Collections.sort(list, new Comparator<String>() {
            /**
             * 字符串字符多的在后面
             * @param o1
             * @param o2
             * @return
             */
            @Override
            public int compare(String o1, String o2) {
                return o1.length()-o2.length();
            }
        });
        System.out.println(list);//[Tom, ATom, Boss, Clark, Jerry, Killer]
    }
}
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
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