二叉树
为什么需要树这种数据结构呢，且看如下分析
数组存储方式的分析
- 优点：==通过下标访问元素，速度快==。对于有序数组，还可以使用二分查找提高检索速度
- 缺点：如果要==检索具体某个值，或者插入值==（按一定顺序）会整体移动，==效率较低==
- 数组扩容：每次在底层都需要创建新的数组，要将原来的数据拷贝到数组，并插入新的数组，效率较低
- ArrayList扩容机制
- 1）ArrayList中维护了一个Object类型的数组elementData
- 2）当创建对象时，如果使用的是无参构造器，则初始elementData容量为0（jdk是10）
- 3）如果使用的是指定容量capacity的构造器，则初始elementData容量为capacity
- 4）当添加元素时：先判断是否需要扩容，如果需要扩容，则调用grow方法，否则直接添加元素到合适位置
- 5）如果使用的是无参构造器，如果第一次添加，需要扩容的话，则扩容elementData为10，如果需要再次扩容的话，则扩容elementData为1.5倍
- 6）如果使用的事指定容量capacity的构造器，如果需要扩容，则直接扩容elementData为1.5倍
//ArrayList 维护了数组 Object[] elementData
/**
* 底层仍然是数组扩容
* private void grow(int minCapacity) {
* // overflow-conscious code
* int oldCapacity = elementData.length;
* int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
* if (newCapacity - minCapacity < 0)
* newCapacity = minCapacity;
* if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
* newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
* // minCapacity is usually close to size, so this is a win:
* elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
* }
*/
ArrayList arrayList = new ArrayList();
链式存储方式的分析
- 优点：在一定程度上对数组存储方式有优化（比如：插入一个数值节点，只需要将插入节点链接到链表中即可，删除效率也很好），==插入和删除效率高==
- 缺点：在==进行检索时，效率仍然较低==，比如检索某个值，需要从头节点开始遍历
树存储方式解析
- 能提高数据存储，读取的效率，比如利用二叉树排序（Binary Sort Tree），既可以保证数据的检索速度，同时也可以保证数据的插入、删除、修改的速度。
哈希表（散列）
散列表（Hash table，也叫哈希表），是根据关键码值（key，value）而直接进行访问的数据结构。也就是说，它通过把关键码值映射到表中一个位置来访问记录，以加快查找的速度。这个映射函数叫做散列函数，存放记录的数组叫做散列表。
思路分析
google公司上机题：有一个公司，当有新的员工来报道时，要求将该员工的信息（id,性别，年龄，住址），当输入该员工的id时，要求查找到该员工的所有信息
要求：
不使用数据库，速度越快越好=>哈希表（散列）
添加时，保证按照id从低到高插入
1）使用链表来实现哈希表，该链表不带头节点（即：链表的第一个节点就存放雇员信息）
2）代码实现增删改查
代码实现
雇员
public class Emp {
public int id;
public String name;
public Emp next;
public Emp(int id,String name){
this.id = id;
this.name = name;
}
}
雇员链表
public class EmpLinkedList {
//头指针，指向第一雇员，因此head 是有效的，直接指向第一个雇员
private Emp head;
//添加雇员
//1. 假定，当添加雇员时，id是自增的，即id的分配总是从小到大
//2. 因此，将该雇员直接加入到本链表的最后即可
public void add(Emp emp){
//如果是添加第一个雇员
if (head==null){
head = emp;
return;
}
//如果不是第一个雇员，使用辅助指针，帮助定位到最后
Emp curEmp = head;
while (true){
if (curEmp.next==null){
break;
}
curEmp = curEmp.next;//后移
}
//退出时直接将emp加入链表
curEmp.next = emp;
}
//遍历链表的雇员信息
public void list(int no){
if (head==null){
//链表为空
System.out.println("第"+(no+1)+"条链表为空");
return;
}
System.out.println("第"+(no+1)+"条链表的信息为==");
Emp curEmp = head;
while (true){
System.out.printf("Employee: id = %d，name = %s\t\n",curEmp.id,curEmp.name);
if (curEmp.next==null){
break;
}
curEmp = curEmp.next;
}
}
//根据id查找雇员
//如果查到，就返回emp，如果没找到，就返回null
public Emp findEmpById(int id){
//如果链表为空
if (head==null){
System.out.println("链表为空");
return null;
}
Emp curEmp = head;
while (true){
if (curEmp.id==id){//找到了
break;
}
if (curEmp.next==null){//没有找到该雇员
curEmp = null;
break;
}
curEmp = curEmp.next;
}
return curEmp;
}
//根据id删除雇员
public boolean deleteEmpById(int id){
if (head==null){
System.out.println("链表为空,无法删除");
return false;
}
Emp curEmp = head;
Emp preEmp = head;//前节点
boolean flag = false;//标记是否找到
while (true) {
if (curEmp.id == id) {//找到了
flag = true;
break;
}
if (curEmp.next==null){//没有找到该雇员
flag = false;
break;
}
preEmp = curEmp;
curEmp = curEmp.next;
}
if (flag) {//删除操作
if (curEmp == head) {
head = head.next;
} else {
preEmp.next = curEmp.next;
}
}
return flag;
}
}
哈希表 管理多条链表
public class HashTable {
private EmpLinkedList[] empLinkedListArray ;
private int size;//表示链表个数
public HashTable(int size){
this.size = size;
empLinkedListArray = new EmpLinkedList[size];
for (int i = 0; i < size; i++) {
empLinkedListArray[i] = new EmpLinkedList();
}
}
//增 添加雇员
public void add(Emp emp){
//根据员工的id，得到该员工应该添加到哪条链表
int empLinkedListNO = hashFun(emp.id);
//添加到对应的链表中
empLinkedListArray[empLinkedListNO].add(emp);
}
//遍历方法，遍历哈希表
public void list(){
for (int i = 0; i < size; i++) {
empLinkedListArray[i].list(i);
}
}
//根据输入的id查找雇员
public void findEmpById(int id){
//使用散列函数确定到那条链表查找
int empLinkedListNO = hashFun(id);
Emp emp = empLinkedListArray[empLinkedListNO].findEmpById(id);
if (emp!=null){
System.out.printf("在第%d条链表中找到了该雇员，雇员为%s",(empLinkedListNO+1),"id="+emp.id+" name="+emp.name);
}else {
System.out.println("在哈希表中，没有找到该雇员");
}
}
public void deleteEmpById(int id){
int empLinkedListNO = hashFun(id);
boolean success = empLinkedListArray[empLinkedListNO].deleteEmpById(id);
if (success){
System.out.printf("在第%d条链表中找到了要删除的雇员，删除成功",(empLinkedListNO+1));
}else {
System.out.println("在哈希表中，没有找到要删除的雇员");
}
}
//编写散列函数，使用简单的取模法
public int hashFun(int id){
return id%size;
}
}
Demo
public class HashTableDemo {
public static void main(String[] args) {
HashTable hashTable = new HashTable(7);
String key = "";
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
while (true){
System.out.println("add：添加雇员");
System.out.println("list：显示雇员");
System.out.println("find：查找雇员");
System.out.println("delete：删除雇员");
System.out.println("exit：退出系统");
key = scanner.next();
switch (key){
case "add":
System.out.println("输入id");
int id = scanner.nextInt();
System.out.println("输入名字");
String name = scanner.next();
Emp emp = new Emp(id,name);
hashTable.add(emp);
break;
case "list":
hashTable.list();
break;
case "find":
System.out.println("输入id");
id = scanner.nextInt();
hashTable.findEmpById(id);
break;
case "delete":
System.out.println("输入id");
id = scanner.nextInt();
hashTable.deleteEmpById(id);
break;
case "exit":
scanner.close();
System.exit(0);
break;
}
}
}
}
