「java数据结构堆」java堆空间结构
本篇文章给大家谈谈java数据结构堆，以及java堆空间结构对应的知识点，希望对各位有所帮助，不要忘了收藏本站喔。
本文目录一览：
JAVA数据结构有哪几种？
数组、栈 、队列、链表、树、堆 、图、散列表 。
1：数组是计算机编程语言上，对于“Array”的中文称呼，是用于储存多个相同类型数据的集合。
2：栈是限定仅在表尾进行插入和删除操作的线性表，栈者，存储货物或供旅客住宿的地方，可引申为仓库、中转站，引入到计算机领域里，就是指数据暂时存储的地方，所以才有进栈、出栈的说法。
3：一种特殊的线性表，它只允许在表的前端进行删除操作，而在表的后端进行插入操作。
4：链表，一种物理存储单元上非连续、非顺序的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接次序实现的。
5：哈希表，是根据关键码值而直接进行访问的数据结构。也就是说，它通过把关键码值映射到表中一个位置来访问记录，以加快查找的速度。
数据结构-堆
堆其实就是一棵完全二叉树，即若设二叉树的深度为h，除第 h 层外，其它各层 (1～h-1) 的结点数都达到最大个数，第 h 层所有的结点都连续集中在最左边。
定义为：具有n个元素的序列（h1,h2,...hn），当且仅当满足（hi=h2i,hi=h2i+1）或（hi=h2i,hi=2i+1） (i=1,2,...,n/2)时称之为堆。完全二叉树的根结点称为堆的顶。
可以注意到，堆仅保证元素和其子结点之间的关系，并不保证兄弟结点之间的关系。
常见的堆包括最大堆和最小堆。
最大堆，顾名思义，堆顶的键值是所有堆结点键值中最大者。套用前面讲到过的规则， 当且仅当满足（hi=h2i,hi=h2i+1）或（hi=h2i,hi=2i+1） (i=1,2,...,n/2) ，所有父结点的键值均大于子结点。
由最大堆的定义，可以很容易的理解最小堆，即所有父结点的键值均小于子结点。
堆的内存形式有两种，一种是链表，一种是数组。
对于一个堆，常用的操作有两种，插入一个新的结点和删除堆顶。
向堆插入一个结点，首先要保证堆依然是一个完全二叉树，即必须保证一行（也就是一层）构建完成才能继续添加下一层的结点。这就意味着完全二叉树新增加结点的位置是唯一固定的。对应数组来说，就是在数组的末尾增加一个元素。
进一步，对这个完全二叉树进行调整，即移动父结点和子结点的相互位置关系，使其满足条件而重新成为堆。这种调整可以简单的看成是一些列的上浮（shift-up）操作。可以看看下面这个简单的图。
可以看到，所谓的shift-up，就是将新插入的结点不停的和其父结点进行比较，如果子结点的键值大于（最大堆）/小于（最小堆）其父结点，那么就对二者进行交换，因为这里是数组，所以仅需要交换结点之间的键值，直到子结点的键值不大于（最大堆）/不小于（最小堆）其父结点。
和插入新的结点类似，删除堆顶，还是首先要保证堆依然是一个完全二叉树，即必须保证一行（也就是一层）全部删除之后才能继续删除上一层的结点。这就意味着完全二叉树删除的结点的位置是唯一固定的。对应数组来说，就是删除数组末尾的元素。
删除堆顶的操作可以分为3步：
步骤1和2非常简单，执行完成之后，新的完全二叉树如图所示：
步骤3是问题的重点和难点，可以简单的看成是一些列的下沉（shift-down）操作。
对于某个结点（parent），所谓的shift-down，包括以下子步骤（这里以最大堆为例）：
以上面的堆为例：
构建堆有两种方式，一种是从无到有，也就是一个不断插入结点的过程；而另一种就是在原有完全二叉树的基础上，按照某种规则对结点进行调整。
从原理上说，从无到有的构建堆比较简单，对于每一个新增结点，对其进行插入操作，结果必然是一个堆。
在原有的完全二叉树上进行调整，稍微复杂一些，可以从最后一个非叶结点开始，对每个非叶结点进行shift-down操作。
该操作的难点在于如何找到“非叶结点”和“最后一个非叶结点”。考虑非叶结点的定义，一个结点如果 有至少一个子结点 ，那么就称其为 非叶结点 。因此，我们只要遍历所有的结点（根结点除外）的父结点，就可以遍历所有的 非叶结点 。知道了如何找到“非叶结点”，找出“最后一个非叶结点”的方法显而易见，最后一个叶结点（数组的末尾）的父结点就是“最后一个非叶结点”。
通过之前的章节，不难看出，堆操作的核心是两个步骤：shift-down和shift-up，更进一步，这两个操作都是递归的。
不仅在面试中，堆在日常工作中也经常被使用。堆经常会被作为优先队列来使用，常见于例如任务调度，数组合并等场景。
在java中，优先队列实现了堆的数据结构【1】。我之前的一篇文章 Java 优先队列 （PriorityQueue） 对优先队列进行了简单介绍，可以参考。
【1】
其他参考文章：
【2】 最大堆（创建、删除、插入和堆排序）
【3】 数据结构：堆（Heap）
【4】 关于堆结构的详解
【5】 构建堆的时间复杂度
【6】 最大堆的插入/删除/调整/排序操作(图解+程序)（JAVA）
Java 中堆和栈有什么区别
堆和栈的区别：
一、堆栈空间分配区别：
1、栈（操作系统）：由操作系统自动分配释放 ，存放函数的参数值，局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈；
2、堆（操作系统）： 一般由程序员分配释放， 若程序员不释放，程序结束时可能由OS回收，分配方式倒是类似于链表。
二、堆栈缓存方式区别：
1、栈使用的是一级缓存， 他们通常都是被调用时处于存储空间中，调用完毕立即释放；
2、堆是存放在二级缓存中，生命周期由虚拟机的垃圾回收算法来决定（并不是一旦成为孤儿对象就能被回收）。所以调用这些对象的速度要相对来得低一些。
三、堆栈数据结构区别：
堆（数据结构）：堆可以被看成是一棵树，如：堆排序；
栈（数据结构）：一种先进后出的数据结构。
JAVA数据结构有哪几种
JAVA数据结构有以下几种：
1、List：
List是有序的Collection，使用此接口能够精确的控制每个元素插入的位置。用户能够使用索引（元素在List中的位置，类似于数组下 标）来访问List中的元素，这类似于Java的数组。
2、Vector：
基于数组（Array）的List，其实就是封装了数组所不具备的一些功能方便我们使用，所以它难易避免数组的限制，同时性能也不可能超越数组。
另外很重要的一点就是Vector是线程同步的(sychronized)的，这也是Vector和ArrayList 的一个的重要区别。
3、ArrayList：
同Vector一样是一个基于数组上的链表，但是不同的是ArrayList不是同步的。所以在性能上要比Vector好一些，但是当运行到多线程环境中时，可需要自己在管理线程的同步问题。
4、LinkedList：
LinkedList不同于前面两种List，它不是基于数组的，所以不受数组性能的限制。 它每一个节点（Node）都包含两方面的内容：节点本身的数据（data），下一个节点的信息（nextNode）。
所以当对LinkedList做添加，删除动作的时候就不用像基于数组的ArrayList一样，必须进行大量的数据移动。只要更改nextNode的相关信息就可以实现了，这是LinkedList的优势。
5、HashSet：
虽然Set同List都实现了Collection接口，但是他们的实现方式却大不一样。List基本上都是以Array为基础。
但是Set则是在 HashMap的基础上来实现的，这就是Set和List的根本区别。HashSet的存储方式是把HashMap中的Key作为Set的对应存储项。
6、HashMap：
基于哈希表的 Map 接口的实现。此实现提供所有可选的映射操作，并允许使用 null 值和 null 键。(除了不同步和允许使用 null 之外，HashMap 类与 Hashtable 大致相同。)此类不保证映射的顺序，特别是它不保证该顺序恒久不变。
7、HashTable：
Hashtable 是一个散列表，它存储的内容是键值对(key-value)映射。Hashtable 继承于Dictionary，实现了Map、Cloneable、java.io.Serializable接口。
Hashtable 的函数都是同步的，这意味着它是线程安全的。它的key、value都不可以为nul
java中堆区和栈区的区别
java中堆（heap)和堆栈（stack)有什么区别 stack 和 heep 都是内存的一部分
stack 空间小，速度比较快， 用来放对象的引用
heep 大，一般所有创建的对象都放在这里。
栈(stack):是一个先进后出的数据结构,通常用于保存方法(函数)中的参数,局部变量.
在java中,所有基本类型和引用类型都在栈中存储.栈中数据的生存空间一般在当前scopes内(就是由{...}括起来的区域).
堆(heap):是一个可动态申请的内存空间(其记录空闲内存空间的链表由操作系统维护),C中的malloc语句所产生的内存空间就在堆中.
在java中,所有使用new xxx()构造出来的对象都在堆中存储,当垃圾回收器检测到某对象未被引用,则自动销毁该对象.所以,理论上说java中对象的生存空间是没有限制的,只要有引用类型指向它,则它就可以在任意地方被使用.
1. 栈(stack)与堆(heap)都是Java用来在Ram中存放数据的地方。与C++不同，Java自动管理栈和堆，程序员不能直接地设置栈或堆。
2. 栈的优势是，存取速度比堆要快，仅次于直接位于CPU中的寄存器。但缺点是，存在栈中的数据大小与生存期必须是确定的，缺乏灵活性。另外，栈数据可以共享，详见第3点。堆的优势是可以动态地分配内存大小，生存期也不必事先告诉编译器，Java的垃圾收集器会自动收走这些不再使用的数据。但缺点是，由于要在运行时动态分配内存，存取速度较慢。
java数据结构堆的介绍就聊到这里吧，感谢你花时间阅读本站内容，更多关于java堆空间结构、java数据结构堆的信息别忘了在本站进行查找喔。