java常用线性数据结构及用法

queue使用

Queue接口与List、Set同一级别，都是继承了Collection接口。LinkedList实现了Queue接口。Queue接口窄化了对LinkedList的方法的访问权限（即在方法中的参数类型如果是Queue时，就完全只能访问Queue接口所定义的方法了，而不能直接访问 LinkedList的非Queue的方法），以使得只有恰当的方法才可以使用。BlockingQueue 继承了Queue接口。

队列是一种数据结构．它有两个基本操作：在队列尾部加人一个元素，和从队列头部移除一个元素就是说，队列以一种先进先出的方式管理数据，如果你试图向一个已经满了的阻塞队列中添加一个元素或者是从一个空的阻塞队列中移除一个元索，将导致线程阻塞．在多线程进行合作时，阻塞队列是很有用的工具。工作者线程可以定期地把中间结果存到阻塞队列中而其他工作者线线程把中间结果取出并在将来修改它们。队列会自动平衡负载。如果第一个线程集运行得比第二个慢，则第二个线程集在等待结果时就会阻塞。如果第一个线程集运行得快，那么它将等待第二个线程集赶上来。下表显示了jdk1.5中的阻塞队列的操作：

add 增加一个元索如果队列已满，则抛出一个IIIegaISlabEepeplian异常
remove 移除并返回队列头部的元素如果队列为空，则抛出一个NoSuchElementException异常
element 返回队列头部的元素如果队列为空，则抛出一个NoSuchElementException异常
offer 添加一个元素并返回true 如果队列已满，则返回false
poll 移除并返问队列头部的元素如果队列为空，则返回null
peek 返回队列头部的元素如果队列为空，则返回null
put 添加一个元素如果队列满，则阻塞
take 移除并返回队列头部的元素如果队列为空，则阻塞

remove、element、offer 、poll、peek 其实是属于Queue接口。

阻塞队列的操作可以根据它们的响应方式分为以下三类：aad、removee和element操作在你试图为一个已满的队列增加元素或从空队列取得元素时抛出异常。当然，在多线程程序中，队列在任何时间都可能变成满的或空的，所以你可能想使用offer、poll、peek方法。这些方法在无法完成任务时只是给出一个出错示而不会抛出异常。


import java.util.*;
public class Countdown {
    public static void main(String[] args)
            throws InterruptedException {
        int time = 10;
        Queue<Integer> queue = new LinkedList<Integer>();
        for (int i = time; i >= 0; i--)
            queue.add(i);
        while(!queue.isEmpty()) {
            System.out.println(queue.remove());
            Thread.sleep(1000);
        }
    }
}

Stack使用

Stack实际上也是通过数组去实现的。
执行push时(即，将元素推入栈中)，是通过将元素追加的数组的末尾中。
执行peek时(即，取出栈顶元素，不执行删除)，是返回数组末尾的元素。
执行pop时(即，取出栈顶元素，并将该元素从栈中删除)，是取出数组末尾的元素，然后将该元素从数组中删除。
1. Stack继承于Vector，意味着Vector拥有的属性和功能，Stack都拥有。

import java.util.Stack;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;

public class StackTest {

    public static void main(String[] args) {
        Stack stack = new Stack();
        for(int i=1; i<6; i++) {
            stack.push(String.valueOf(i));
        }
        // 遍历并打印出该栈
        iteratorThroughRandomAccess(stack) ;

        // 查找“2”在栈中的位置，并输出
        int pos = stack.search("2");
        System.out.println("the postion of 2 is:"+pos);

        // pup栈顶元素之后，遍历栈
        stack.pop();
        iteratorThroughRandomAccess(stack) ;

        // peek栈顶元素之后，遍历栈
        String val = (String)stack.peek();
        System.out.println("peek:"+val);
        iteratorThroughRandomAccess(stack) ;

        // 通过Iterator去遍历Stack
        iteratorThroughIterator(stack) ;
    }

    /**
     * 通过快速访问遍历Stack
     */
    public static void iteratorThroughRandomAccess(List list) {
        String val = null;
        for (int i=0; i<list.size(); i++) {
            val = (String)list.get(i);
            System.out.print(val+" ");
        }
        System.out.println();
    }

    /**
     * 通过迭代器遍历Stack
     */
    public static void iteratorThroughIterator(List list) {

        String val = null;
        for(Iterator iter = list.iterator(); iter.hasNext(); ) {
            val = (String)iter.next();
            System.out.print(val+" ");
        }
        System.out.println();
    }

}

vector使用

Vector 是矢量队列，它是JDK1.0版本添加的类。继承于AbstractList，实现了ListRandomAccess, Cloneable这些接口。
Vector 继承了AbstractList，实现了List；所以，它是一个队列，支持相关的添加、删除、修改、遍历等功能。
Vector 实现了RandmoAccess接口，即提供了随机访问功能。RandmoAccess是java中用来被List实现，为List提供快速访问功能的。在Vector中，我们即可以通过元素的序号快速获取元素对象；这就是快速随机访问。
Vector 实现了Cloneable接口，即实现clone()函数。它能被克隆。和ArrayList不同，Vector中的操作是线程安全的。

import java.util.Vector;
import java.util.List;
import java.util.Iterator;
import java.util.Enumeration;

/**
 *
 * @author sky
 */
public class VectorTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 新建Vector
        Vector vec = new Vector();

        // 添加元素
        vec.add("1");
        vec.add("2");
        vec.add("3");
        vec.add("4");
        vec.add("5");

        // 设置第一个元素为100
        vec.set(0, "100");
        // 将“500”插入到第3个位置
        vec.add(2, "300");
        System.out.println("vec:"+vec);

        // (顺序查找)获取100的索引
        System.out.println("vec.indexOf(100):"+vec.indexOf("100"));
        // (倒序查找)获取100的索引
        System.out.println("vec.lastIndexOf(100):"+vec.lastIndexOf("100"));
        // 获取第一个元素
        System.out.println("vec.firstElement():"+vec.firstElement());
        // 获取第3个元素
        System.out.println("vec.elementAt(2):"+vec.elementAt(2));
        // 获取最后一个元素
        System.out.println("vec.lastElement():"+vec.lastElement());

        // 获取Vector的大小
        System.out.println("size:"+vec.size());
        // 获取Vector的总的容量
        System.out.println("capacity:"+vec.capacity());

        // 获取vector的“第2”到“第4”个元素
        System.out.println("vec 2 to 4:"+vec.subList(1, 4));

        // 通过Enumeration遍历Vector
        Enumeration enu = vec.elements();
        while(enu.hasMoreElements())
            System.out.println("nextElement():"+enu.nextElement());

        Vector retainVec = new Vector();
        retainVec.add("100");
        retainVec.add("300");
        // 获取“vec”中包含在“retainVec中的元素”的集合
        System.out.println("vec.retain():"+vec.retainAll(retainVec));
        System.out.println("vec:"+vec);

        // 获取vec对应的String数组
        String[] arr = (String[]) vec.toArray(new String[0]);
        for (String str:arr)
            System.out.println("str:"+str);

        // 清空Vector。clear()和removeAllElements()一样！
        vec.clear();
//        vec.removeAllElements();

        // 判断Vector是否为空
        System.out.println("vec.isEmpty():"+vec.isEmpty());
    }   
}

Arraylist使用

ArrayList类是一个特殊的数组。它来自于System.Collections命名空间；通过添加和删除元素，就可以动态改变数组的长度。
一、优点
1）支持自动改变大小的功能
2）可以灵活的插入元素
3）可以灵活的删除元素
二、局限性
跟一般的数组比起来，速度上差些。
因为它是动态数组，初始化大小容量4，当数据存满时扩容是以当前数组容量大小的2倍扩容，之后再把数组元素一个一个的存入，数组在扩容时浪费一定的内存空间，和存储时间，而且，元素添加是一个装箱的过程，所以说，跟一般的数组比起来，速度上差些。

import java.util.*;

public class ArrayListExamples {

    public static void main(String args[]) {
        // 创建一个空的数组链表对象list，list用来存放String类型的数据
        ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();

        // 增加元素到list对象中
        list.add("Item1");
        list.add("Item2");
        list.add(2, "Item3"); // 此条语句将会把“Item3”字符串增加到list的第3个位置。
        list.add("Item4");

        // 显示数组链表中的内容
        System.out.println("The arraylist contains the following elements: "
                + list);

        // 检查元素的位置
        int pos = list.indexOf("Item2");
        System.out.println("The index of Item2 is: " + pos);

        // 检查数组链表是否为空
        boolean check = list.isEmpty();
        System.out.println("Checking if the arraylist is empty: " + check);

        // 获取链表的大小
        int size = list.size();
        System.out.println("The size of the list is: " + size);

        // 检查数组链表中是否包含某元素
        boolean element = list.contains("Item5");
        System.out
                .println("Checking if the arraylist contains the object Item5: "
                        + element);

        // 获取指定位置上的元素
        String item = list.get(0);
        System.out.println("The item is the index 0 is: " + item);

        // 遍历arraylist中的元素

        // 第1种方法: 循环使用元素的索引和链表的大小
        System.out
                .println("Retrieving items with loop using index and size list");
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            System.out.println("Index: " + i + " - Item: " + list.get(i));
        }

        // 第2种方法:使用foreach循环
        System.out.println("Retrieving items using foreach loop");
        for (String str : list) {
            System.out.println("Item is: " + str);
        }

        // 第三种方法:使用迭代器
        // hasNext(): 返回true表示链表链表中还有元素
        // next(): 返回下一个元素
        System.out.println("Retrieving items using iterator");
        for (Iterator<String> it = list.iterator(); it.hasNext();) {
            System.out.println("Item is: " + it.next());
        }

        // 替换元素
        list.set(1, "NewItem");
        System.out.println("The arraylist after the replacement is: " + list);

        // 移除元素
        // 移除第0个位置上的元素
        list.remove(0);

        // 移除第一次找到的 "Item3"元素
        list.remove("Item3");

        System.out.println("The final contents of the arraylist are: " + list);

        // 转换 ArrayList 为 Array
        String[] simpleArray = list.toArray(new String[list.size()]);
        System.out.println("The array created after the conversion of our arraylist is: "
                        + Arrays.toString(simpleArray));
    }
}