Структура данных и алгоритмы являются основой программирования, вот 6 основных структур данных, которые должен изучить каждый Java-программист.
Привет, ребята, Структура данных — это строительный блок программ. Говорят даже, что «Структура данных + Алгоритмы = Программа». Вот почему хорошее знание структуры данных очень важно для любого программиста, включая разработчиков Java, и поэтому каждый программист должен приложить усилия, чтобы изучить как можно больше структур данных и алгоритмов.
Ранее я поделился лучшими курсами по структуре данных и алгоритмам, книгами, вопросами по структуре данных и веб-сайтами для практики структуры данных, а в этой статье я собираюсь поделиться 6 основными структурами данных, которые должен изучить каждый программист и когда их использовать.
Структура данных дает вам возможность хранить ваши данные, чтобы вы могли получить к ним доступ в соответствии с вашими требованиями. Например, если вам нужен быстрый поиск по имени пользователя, вы можете использовать HashMap, но это возможно только в том случае, если вы знаете структуру данных и их реализацию в используемом вами языке программирования, и это то, что вы узнаете в этой статье. .
Java API обеспечивает встроенную поддержку общих структур данных, необходимых для написания таких программ, как массив, связанный список, карта, набор, стек и очередь. Вам не нужно реализовывать эти структуры данных самостоятельно, вы можете напрямую использовать их в своей программе благодаря богатой и эффективной реализации, предоставляемой Java API.
Это также одна из причин, почему Java — лучший язык программирования. Поскольку структура данных является ядром любой программы, а выбор конкретной структуры данных существенно влияет как на функциональность, так и на производительность приложений Java, стоит попытаться изучить различные структуры данных, доступные в Java.
Многие из этих структур данных являются частью чрезвычайно популярной платформы Java Collection Framework, и, возможно, почти все Java-программы, за исключением hello world, используют Collection в той или иной форме.
В этом руководстве по Java мы рассмотрим стандартную структуру данных. Массив, связанный список, стек, очередь, карта, набор и как они реализованы в Java, а также как их использовать.
Кстати, если вы новичок в мире структур данных и алгоритмы, то я также предлагаю вам сначала пройти комплексный курс, такой как Структуры данных и алгоритмы: глубокое погружение с использованием Java, чтобы изучить основы и освоить их.
Структура данных и алгоритмы жизненно важны для того, чтобы стать лучшим разработчиком, и любые инвестиции, которые вы делаете с точки зрения вашего времени, денег и усилий по обучению, окупятся в течение долгого времени.
6 основных структур данных для Java-программистов и разработчиков программного обеспечения
Вот мой список основных структур данных из стандартного Java API и самого языка программирования, поскольку массив является частью самого языка программирования, а другие являются частью популярной среды Java Collection.
С Java 8 придумывая лямбда-выражение, функциональный интерфейс и потоки, которые вдохнут новую жизнь в Java Collection Framework, особенно в контексте использования многоядерной архитектуры современных процессоров.
Настало время, чтобы новички ознакомились с основными структурами данных, доступными в программировании на Java, и максимально эффективно использовали их.
1. Массив
Язык программирования Java обеспечивает встроенную поддержку массива в самом языке. Он имеет специальный синтаксис для объявления массива типа int[], который представляет собой массив примитивных типов int. Вы можете создать массив как ссылочных типов, так и примитивов.
Кроме того, в отличие от языка программирования C, массив в Java ограничен, и вы получите исключение ArrayIndexOutOfBoundException, если будете работать с недопустимым индексом.
Массив в Java также однороден, вы не можете хранить несколько типов объектов в массиве, например, вы можете хранить только строку в строке [], если вы попытаетесь сохранить целое число, вы получите ArrayStoreException во время выполнения.
Вы можете дополнительно проверить Структуры данных и алгоритмы: подробное изучение Java, чтобы узнать больше о массивах и других важных структурах данных и алгоритмах и, что более важно, о том, как их использовать в программе Java.
2. Связанный список
Помимо массива, связанный список является еще одной базовой структурой данных в программировании. Java предоставляет реализацию двусвязного списка как java.util.LinkedList, этот класс можно использовать всякий раз, когда требуется структура данных связанного списка.
Поскольку LinkedList является частью фреймворка Collection, он также реализует интерфейсы Collection и Iterable, что позволяет перебирать их. Вы можете прочитать эту статью, чтобы узнать больше о LinkedList в Java.
3. Хэш-таблица
Хеш-таблица, карта или словарь — одна из самых универсальных структур данных, которые я видел. Время от времени я использую Map, и, к счастью, Java API предоставляет несколько реализаций структуры данных Map для различных нужд, таких как HashMap, Hashtable и ConcurrentHashMap.
Она также известна как структура данных карты или словаря. , возможно, вы слышали о Dictionary в Python, который аналогичен Map в Java.
Карта предоставляет вам функциональность O(1) для возврата значения, если вы знаете ключ, что является очень естественным вариантом использования в большинстве приложений Java.
Вы можете дополнительно проверить Алгоритмы и структуры данных — часть 1 и 2 на Pluralsight, чтобы узнать больше о хэш-таблице, карте или структуре данных словаря в Java.
4. Стек
Java API также предоставляет структуру данных Stack, реализованную как java.util.Stack. Этот класс расширяет устаревший класс Vector для хранения элементов. Поскольку стек является структурой данных LIFO (последним пришел, первым вышел), он предоставляет метод push() для вставки объектов и метод pop() для использования элементов сверху.
Стек довольно популярен в различных задачах программирования, таких как вычисление выражений. Кстати, не путайте структуру данных стека со стековой памятью, которая используется для хранения локальных переменных и фреймов методов в Java.
Кстати, если вы обновляете свои концепции структуры данных для интервью , я также предлагаю вам пройти курс Структуры данных в Java: повторение интервью на сайте Educative, чтобы хорошо подготовиться к собеседованию.
5. Очередь
Структура данных очереди также доступна в структуре коллекций Java в виде интерфейса и нескольких конкретных реализаций, таких как ArrayBlockingQueue, LinkedList и PriorityQueue.
Хотя вы также можете реализовать Queue с помощью LinkedList или массива, гораздо лучше использовать существующие классы, которые опробованы и протестированы.
Это не только сокращает время разработки, но и общее качество кода и производительность вашего приложения. BlockingQueue является потокобезопасным расширением интерфейса Queue и может использоваться для реализации паттернов производитель-потребитель в Java.
6. Установить
Набор — это специальная структура данных, которая не допускает дублирования. Это хорошая структура данных для хранения уникальных элементов, таких как идентификаторы, например, EmployeeId, OrderId, TradeId и т. д. Всякий раз, когда вы сохраняете данные, которые должны быть уникальными, вы можете использовать структуру данных Set. Если вы попытаетесь вставить дубликаты, Set не примет их, и его метод вернет false, чтобы указать, что вставка не удалась.
Java Collection API предоставляет несколько реализаций наборов, таких как HashSet, TreeSet и LinkedHashSet, которых более чем достаточно для большинства ситуаций. Эти коллекции, помимо начального набора, также обеспечивают сортировку и порядок вставки.
Это все о некоторых из наиболее важных структур данных для Java-разработчиков. Помимо этих базовых структур данных, в среде сбора данных Java существует гораздо больше, включая параллельные структуры данных, такие как BlockingQueue и ConcurrentHashMap. Для разработчика Java с любым уровнем опыта полезно изучить новые классы коллекций, представленные в Java 5 и 6, чтобы лучше использовать Java API.
Дальнейшее обучение
Структуры данных и алгоритмы: глубокое погружение с использованием Java
Введение в алгоритмы Томаса Х. Кормана
Гроккинг на собеседовании по кодированию: шаблоны для вопросов по кодированию
Другое Структура данных и алгоритмы, которые могут вам понравиться
- 10 курсов по изучению структуры данных в Java (курсы)
- 5 книг для углубленного изучения структуры данных и алгоритмов (книги)
- 75+ вопросов для интервью программистам (вопросы)
- Как перевернуть массив в Java? ("решение")
- 7 лучших курсов по изучению структуры данных и алгоритмов (лучшие курсы)
- Как удалить повторяющиеся элементы из массива в Java? ("решение")
- 10 бесплатных курсов по структуре данных и алгоритмам для программистов (курсы)
- Как реализовать рекурсивный алгоритм предварительного заказа в Java? ("решение")
- Как реализовать бинарное дерево поиска в Java? ("решение")
- Обход бинарного дерева в обратном порядке без рекурсии (решение)
- 7 бесплатных книг для изучения структуры данных и алгоритмов (книги)
- Как напечатать листовые узлы бинарного дерева без рекурсии? ("решение")
- 10 курсов Data Structure and Programming для взлома интервью (курсы)
- Итеративный обход PreOrder в бинарном дереве (решение)
- Алгоритм обхода рекурсивного почтового заказа (решение)
- Алгоритм рекурсивного обхода InOrder (решение)
- 100+ проблем кодирования структуры данных из интервью (вопросы)
Спасибо, что прочитали эту статью. Если вам понравился этот учебник по структуре данных и алгоритмам Java, поделитесь им с друзьями и коллегами. Если у вас есть какие-либо вопросы или отзывы, оставьте комментарий.
P. S. — Если вы ищете бесплатные курсы по алгоритмам, чтобы улучшить свое понимание структуры данных и алгоритмов, вам также следует ознакомиться с курсом Структуры данных в Java для начинающих на Udemy. . Это бесплатно, и вам просто нужна учетная запись Udemy, чтобы присоединиться к этому курсу.
