Java八股文（数据结构），Java八股文之数据结构探究

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摘要：Java八股文是Java编程语言中重要的数据结构知识，涵盖了数组、链表、栈、队列、树、图等基本概念和操作方法。掌握Java八股文对于理解计算机存储原理、优化算法和提高编程效率至关重要。它能够帮助程序员更好地设计和实现复杂的数据处理逻辑，从而在实际应用中发挥出色的性能。

数据结构

链表（LinkedList）

public class LinkedList {
    int val;
    LinkedList next;
    public LinkedList(int val) { this.val = val; }
}

栈（Stack）

public class Stack {
    private LinkedList top; // 使用链表作为底层数据结构实现栈
    private int maxSize; // 最大容量限制（可选）
    public Stack(int maxSize) { this.maxSize = maxSize; } // 构造函数初始化栈的最大容量
    // 添加其他栈操作的方法，如push、pop等...
}

队列（Queue）

这里我们使用双端队列Deque来实现队列，Deque提供了在队列两端添加和删除元素的方法，对于队列来说，我们主要使用push和pop操作，为了保持先进先出（FIFO）的特性，我们需要在队列的尾部添加元素，在队列的头部删除元素，我们可以使用Deque的pushLeft和popLeft方法来实现队列，当然也可以使用LinkedList来实现队列，但使用Deque更为简洁高效，以下是使用Deque实现的队列的示例代码：

import java.util.Deque; // 导入Deque类库来使用双端队列实现队列功能，Deque接口在java.util包中提供，它允许我们在队列的两端添加和删除元素，对于队列来说，我们主要使用push和pop操作来保持先进先出（FIFO）的特性，Deque接口的实现类包括LinkedList等，这里我们使用LinkedList作为底层数据结构实现队列，LinkedList类在java.util包中提供，它实现了Deque接口，因此我们可以直接使用LinkedList的push和pop方法来实现队列的功能，下面是使用LinkedList实现队列的示例代码：public class Queue { private LinkedList queue; public Queue() { queue = new LinkedList(); } public void enqueue(int item) { queue.pushLeft(item); } public int dequeue() { return queue.popLeft(); } public boolean isEmpty() { return queue.isEmpty(); } }``#### 时间复杂度分析二分查找（Binary Search） 二分查找的时间复杂度为O(log n)，其中n是数组的长度，二分查找适用于有序数组，以下是二分查找的Java实现：`java public int binarySearch(int[] nums, int target) { int left = 0; int right = nums.length - 1; while (left <= right) { int mid = left + (right - left) / 2; if (nums[mid] == target) return mid; else if (nums[mid] < target) left = mid + 1; else right = mid - 1; } return -1; // 如果未找到目标值，则返回-1 }`#### 算法分析深度优先搜索（DFS）和广度优先搜索（BFS） DFS和BFS是两种常见的图遍历算法，DFS使用栈来保存遍历路径，而BFS使用队列来保存遍历路径，以下是DFS和BFS的Java实现示例： DFS：`java public class Graph { private List<List<Integer>> adjList; // 使用邻接表表示图 public Graph(int V) { adjList = new ArrayList<>(V); for (int i = 0; i < V; i++) adjList.add(new ArrayList<>()); } public void addEdge(int v, int w) { adjList.get(v).add(w); } public void DFSUtil(int v, boolean[] visited, List<Integer> result) { visited[v] = true; result.add(v); for (int i : adjList.get(v)) { if (!visited[i]) DFSUtil(i, visited, result); } } public void DFS(int v) { boolean[] visited = new boolean[adjList.size()]; List<Integer> result = new ArrayList<>(); DFSUtil(v, visited, result); System.out.println("DFS traversal of graph starting from vertex " + v + ": " + result); } }` BFS：``java public class Graph { private List<List<Integer>> adjList; // 使用邻接表表示图 public Graph(int V) { adjList = new ArrayList<>(V); for (int i = 0; i < V; i++) adjList.add(new ArrayList<>()); } public void addEdge(int v, int w) { adjList.get(v).add(w); } public void BFSUtil(int v, boolean[] visited, Queue<Integer> queue) { visited[v] = true; queue.add(v); while (!queue.isEmpty()) { int temp = queue.poll(); System.out.print(" " + temp); for (Integer i : adjList.get(temp)) { if