Java中数据结构（基本数据类型+引用数据类型）介绍+整理+例子+对比

一、Java数据类型分类

在Java中，数据类型可以分为两大类：内置数据类型（Primitive Data Types）和引用数据类型（Reference Data Types）。

**内置数据类型（Primitive Data Types）**是Java语言的基本数据类型，用于表示基本的数据值。这些数据类型包括：

1. 整数类型（整数数据）：

   • byte：8位，范围为-128到127。
   • short：16位，范围为-32,768到32,767。
   • int：32位，范围为-2^31到231-1。
   • long：64位，范围为-2^63到263-1。

2. 浮点数类型（小数数据）：

   • float：32位，用于表示单精度浮点数。
   • double：64位，用于表示双精度浮点数。

3. 字符类型：

   • char：16位，用于表示单个字符。

4. 布尔类型：

   • boolean：表示布尔值，只有两个取值：true和false。

**引用数据类型（Reference Data Types）**是指引用对象的数据类型。这些数据类型包括：

1. 字符串类型（String）：用于表示文本数据，实际上是一个类而不是内置类型。

2. 数组类型（Array）：用于存储固定大小的同类型元素，也是对象。

3. 类和自定义数据类型：可以创建自己的类和对象，这些对象的数据类型是自己定义的。

4. 接口（Interface）：用于定义抽象数据类型。

5. 枚举类型（Enum）：用于表示一组具名的常量。

6. 基本包装类型（Wrapper Classes）：用于将基本数据类型封装为对象，如Integer、Double等，以便进行更多的操作。

在Java应用中，可以使用这些数据类型来定义变量、函数参数、函数返回值等，以处理各种数据和对象。选择适当的数据类型对于编写高效、可维护的代码非常重要。

二、Java内置数据类型

1. 数组（Array）：

   • 数组是一种固定大小的数据结构，用于存储相同类型的元素。
   • 访问元素的时间复杂度是O(1)。
   • 数组大小在创建后不能更改。

2. 列表（List）：

   • 列表是有序的数据结构，允许存储重复的元素。
   • Java中常见的List实现包括ArrayList、LinkedList等。
   • 支持按索引访问和修改元素。

3. 集合（Set）：

   • 集合是无序的数据结构，不允许存储重复的元素。
   • 常见的Set实现包括HashSet、LinkedHashSet、TreeSet等。
   • 用于去重和检查元素是否存在。

4. 映射（Map）：

   • 映射是键-值对的数据结构，每个键映射到一个值。
   • 常见的Map实现包括HashMap、LinkedHashMap、TreeMap等。
   • 用于建立键与值之间的关联关系。

5. 堆栈（Stack）：

   • 堆栈是一种后进先出（LIFO）的数据结构。
   • 常见的Stack实现包括Stack类，也可以使用LinkedList模拟堆栈。

6. 队列（Queue）：

   • 队列是一种先进先出（FIFO）的数据结构。
   • 常见的Queue实现包括LinkedList、ArrayDeque等。
   • 用于任务调度和排队操作。

7. 优先队列（PriorityQueue）：

   • 优先队列是一种特殊队列，元素按照优先级排列。
   • 常见的PriorityQueue实现支持按元素的自然顺序或自定义比较器来确定优先级。

8. 树（Tree）：

   • 树是一种分层结构，常见的树包括二叉树、二叉搜索树（BST）等。
   • 用于搜索、排序和组织数据。

9. 图（Graph）：

   • 图是一种复杂的数据结构，由节点和边组成，用于表示关系和网络结构。
   • 常见的图算法包括深度优先搜索（DFS）和广度优先搜索（BFS）。

10. 链表（LinkedList）：

    • 链表是一种动态数据结构，由节点组成，每个节点包含数据和指向下一个节点的引用。
    • 支持快速插入和删除操作。

这些是Java中常用的数据结构，每种数据结构都适用于不同的应用场景和需求。选择合适的数据结构取决于您要解决的问题和数据操作的特性。

三、简要对比+例子

这些数据都是Java中的数据结构，用于存储和操作数据。以下是它们的简要介绍以及一些对比和例子：

1. List（列表）:

   • List是一个有序的数据结构，允许存储重复的元素。
   • 可以根据索引访问和操作列表中的元素。
   • 例子：存储一组数字 [1, 2, 3, 4, 5]。

   List<Integer> numbers = new ArrayList<>();
   numbers.add(1);
   numbers.add(2);
   numbers.add(3);
   numbers.add(4);
   numbers.add(5);
   

2. ArrayList:

   • ArrayList是List的实现之一，基于数组实现，支持动态大小。
   • 比较适合随机访问和修改元素。
   • 例子：存储一组字符串 [“apple”, “banana”, “cherry”]。

   List<String> fruits = new ArrayList<>();
   fruits.add("apple");
   fruits.add("banana");
   fruits.add("cherry");
   

3. Map（映射）:

   • Map是一种键-值对的数据结构，其中每个键都映射到一个值。
   • 键是唯一的，不允许重复，但值可以重复。
   • 例子：存储学生的成绩，其中学生ID是键，分数是值。

   Map<Integer, Double> studentGrades = new HashMap<>();
   studentGrades.put(1, 95.5);
   studentGrades.put(2, 88.0);
   studentGrades.put(3, 76.5);
   

对比：

• List是有序集合，允许重复元素，通常用于存储一组值。
• ArrayList是List的实现之一，基于数组，适合随机访问元素。
• Map是键值对的数据结构，用于建立键与值之间的关联。
• HashMap是Map的实现之一，通过哈希表实现，具有快速查找性能。

示例说明：

• 如果想存储一组姓名，可以使用ArrayList：

  List<String> names = new ArrayList<>();
  names.add("Alice");
  names.add("Bob");
  names.add("Charlie");
  

• 如果想存储每个人的年龄，可以使用Map：

  Map<String, Integer> ageMap = new HashMap<>();
  ageMap.put("Alice", 25);
  ageMap.put("Bob", 30);
  ageMap.put("Charlie", 22);
  

这些数据结构提供了不同的方式来组织和管理数据，可以根据具体需求选择使用哪种数据结构。