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1、数据结构有什么作用？
当使用 Java 里面的容器类时，你有没有想过，怎么 ArrayList 就像一个无限扩充的数组，也好像链表之类的。很好使用，这就是数据结构的用处，只不过你在不知不觉中使用了。
数据结构内容比较多，细细的讲解也是相对费功夫的，不可能达到一蹴而就。我就将常见的数据结构：堆栈、队列、数组、链表和红黑树 给大家介绍一下，作为数据结构的入门，了解一下它们的特点即可。
2、常见的数据结构
数据存储的常用结构有：栈、队列、数组、链表和红黑树。
栈
- 栈：stack, 又称堆栈，它是运算受限的线性表，其限制是仅允许在标的一端进行插入和删除操作，不允许在其他任何位置进行添加、查找、删除等操作。
简单的说：采用该结构的集合，对元素的存取有如下的特点:
- 先进后出（存进去的元素，要在后它后面的元素依次取出后，才能取出该元素）。
- 栈的入口、出口的都是栈的顶端位置。
需要注意的 2 个名词
- 压栈：就是存元素。即，把元素存储到栈的顶端位置，栈中已有元素依次向栈底方向移动一个位置。
- 弹栈：就是取元素。即，把栈的顶端位置元素取出，栈中已有元素依次向栈顶方向移动一个位置。
队列
- 队列：queue, 简称队，它同堆栈一样，也是一种运算受限的线性表，其限制是仅允许在表的一端进行插入，而在表的另一端进行删除。
简单的说，采用该结构的集合，对元素的存取有如下的特点：
- 先进先出（存进去的元素，要在后它前面的元素依次取出后，才能取出该元素）。
- 队列的入口、出口各占一侧。
栈和队列的结构图:
数组
- 数组:Array, 是有序的元素序列，数组是在内存中开辟一段连续的空间，并在此空间存放元素。
简单的说, 采用该结构的集合，对元素的存取有如下的特点：
- 查找元素快：通过索引，可以快速访问指定位置的元素
增删元素慢
指定索引位置增加元素：需要创建一个新数组，将指定新元素存储在指定索引位置，再把原数组元素根据索引，复制到新数组对应索引的位置。
指定索引位置删除元素：需要创建一个新数组，把原数组元素根据索引，复制到新数组对应索引的位置，原数组中指定索引位置元素不复制到新数组中。
数组的结构示意图：
链表
链表:linked list, 由一系列结点 node（链表中每一个元素称为结点）组成，结点可以在运行时 i 动态生成。
每个结点包括两个部分：
一个是存储数据元素的数据域，
一个是存储下一个结点地址的指针域。
链表结构有
单向链表与双向链表。采用该结构的集合，对元素的存取有如下的特点：
- 多个结点之间，通过地址进行连接。
- 查找元素慢：想查找某个元素，需要通过连接的节点，依次向后查找指定元素。
增删元素快：
- 增加元素：只需要修改连接下个元素的地址即可。
- 删除元素：只需要修改连接下个元素的地址即可。
红黑树
二叉树 ：binary tree , 是每个结点不超过 2 的有序 树（tree）。
简单的理解，就是一种类似于树的结构，只不过每个结点上都最多只能有两个子结点。
二叉树是每个节点最多有两个子树的树结构。顶上的叫根结点，两边被称作“左子树”和“右子树”。
结构示意图：
二叉树的一种比较有意思的叫做 红黑树，红黑树本身就是一颗二叉查找树，将节点插入后，该树仍然是一颗二叉查找树。也就意味着，树的键值仍然是有序的。
红黑树的约束:
- 节点可以是红色的或者黑色的
- 根节点是黑色的
- 叶子节点 (特指空节点) 是黑色的
- 每个红色节点的子节点都是黑色的
- 任何一个节点到其每一个叶子节点的所有路径上黑色节点数相同
红黑树的特点:
速度特别快, 趋近平衡树, 查找叶子元素最少和最多次数不多于二倍。
