1.集合数据结构 Java

资料：https://gitee.com/chuanqi1995/java

数组

特点

1. 查询快，因为内存地址是连续的，通过索引可以找到某个元素
2. 增加、删除慢，因为长度是固定的，如果增加一个元素，就需要创建一个与新加元素的长度相同的数组，把原数组的内容添加进来。删的话与之相同

链表

单向链表

双向链表

特点

1. 内存地址不连续
2. 不支持下标搜索，支持顺序的遍历搜索
3. 增加、删除操作找到对应节点改变链表的头尾指向即可，无需移动元素的节点位置

Demo

LinkedList

private static class Node<E> {
  E item; //节点的元素
  Node<E> next; //下一个节点
  Node<E> prev; //上一个节点

  Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
    this.item = element;
    this.next = next;
    this.prev = prev;
	}
}

树

二叉树

1. 某节点的左子树的值必须小于该节点的值
2. 某节点的右子树的值必须大于该节点的值

不平衡二叉树

特点

查询效率太低，如果我现在要查1，必须要查6次才能查到。下面的红黑树就是为了优化二叉树平衡的一种解决方案

红黑树

红黑树是一个自平衡（不是绝对的平衡）的二叉查找树

特点

1. 每个节点要么是黑色，要么是红色
2. 根节点都是黑色
3. 每个叶子节点都是黑色
4. 每个红色节点的两个字节点一定是黑色
5. 任意一节点到每个叶子节点的路径中都包含相同的黑色节点

红黑树练习网站: http://algoanim.ide.sk/index.php?page=showanim&id=63

红黑树能自平衡，它靠的是什么？三种操作：左旋、右旋和变色

原理

1. 左旋：以某个结点作为支点(旋转结点)，其右子结点变为旋转结点的父结点，右子结点的左子结点变为旋转结点的右子结点，左子结点保持不变。
2. 右旋：以某个结点作为支点(旋转结点)，其左子结点变为旋转结点的父结点，左子结点的右子结点变为旋转结点的左子结点，右子结点保持不变。
3. 变色：结点的颜色由红变黑或由黑变红。

Demo

在理解原理的时候，先需要知道下节点描述

原理中第1种场景

原理中第2种场景

原理中第3种场景（叔叔节点存在且为红节点）

1. 将P和S设置为黑色，PP设置为红色

   

2. 将PP设置为当前插入节点【再套一次规则】

原理中第3种场景（叔叔节点存在不存在或为黑节点）

P为PP的左节点

插入节点是P的左节点

1. 最初

2. 插入2后，将P设置为黑色，PP设置为红色，PP进行右旋

插入节点是P的右节点

1. 最初

2. 插入8，对P进行左旋

3. 把P设置为插入节点，得到上一个场景，再来一个右旋

P为PP的右节点

剩下几种情况与上面相同，举一反三即可