数据结构 & Java中的内存

Posted roronoa-wang

tags:

篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了数据结构 & Java中的内存相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

根据线性表的实际存储方式,分为两种实现模型:

  • 顺序表 ,将元素顺序地存放在一块连续的存储区里,元素间的顺序关系由它们的存储顺序自然表示。
  • 链表 ,将元素存放在通过链接构造起来的一系列存储块中。

一、顺序表

在Java中,顺序表的结构主要有:数组、ArrayList

ArrayList 的 本质是对 数组Object[ ] 的封装,将该数组作为它的一个属性。元素存储在 数组中

CRUD

对 ArrayList 的操作,实际上也是,用数组工具类---Arrays 来封装数组的CRUD以及排序等操作方法

  • 查找、修改操作,可快速找到相关节点,时间复杂度上位 O(1)
  • 插入、删除操作,需要增加 额外的 相关操作(即,将后续元素的进行前移 or 后移)

排序:

在 JDK 中对数组的操作主要是 Arrays 类。其中 Arrays.sort() 有多种重载方式。在对整型(int) 进行排序时,主要使用到了 插入排序、快速排序、归并排序

参考:https://www.cnblogs.com/baichunyu/p/11935995.html

  • 当 数列长度 小于 47 时,使用插入排序
  • 当 数列长度 大于等于 47 且 小于286时,使用 快速排序
  • 当 数列长度 大于 286 时,
    • 数列具备结构 -- 使用 归并排序
    • 不具备结构 --- 使用 快速排序
      技术图片

二、链表

链表 中主要由 节点 组成,每个 节点 都存储元素 以及其他节点的地址(如:前后节点的地址)。

CRUD

链表 的 CRUD 操作都要从头遍历到 指定的索引处(因为链表的存储不是连续的,所以时间复杂为 O(n) )。对节点的插入、删除操作,并不需要对后续的元素调整位置,只是修改相关节点指向其他节点的指针。

排序

一般链表的排序思路:(如:LinkedList)

  1. 建立一个新的数组,将 链表 中的元素 复制到 数组;
  2. 对 数组 进行排序;
  3. 将排序后的 数组 再复制回 原来的 链表中。(即,对链表 进行 set 操作)

1、单向链表

在 Java 中,单向链表 的数据结构 主要有:HashMap

HashMap 由 数组 + 单向链表(or 红黑树) 组成,HashMap的 Entry实体类(存储键值对的实体) 组成单向链表

2、双向链表

在 Java 中,双向链表 的数据结构 主要有:LinkedList、LinkedHashMap

LinkedList 用内部类--Node来作为节点。

LinkedList 有 first 和 last 属性,所以在 LinkedList 的头尾操作时,时间复杂度为O(1);

3、单向循环链表

链表的最后一个节点指向链表的 头节点。举例:略!

4、双向循环列表

在 Java 中,单向链表 的数据结构 主要有:LinkedHashMap

LinkedHashMap 中

  • 有 数据+单向链表(红黑树) 结构,用于存储 键值对 元素
  • 同时也 双向循环链表 结构,用于维护 键值对 的 插入顺序 or 访问顺序 ,达到该 Map 有序效果。

三、栈

栈 -- 先进后出

栈的实现:?栈可以用顺序表实现,也可以用链表实现。

四、队列

单向队列 -- 先进先出。双向队列 -- 可从两端进,两端出

队列的实现(同栈一样):?栈可以用顺序表实现,也可以用链表实现。

五、堆

六、树

Java中的内存划分

技术图片

1、栈

栈(Stack):存放的都是方法的 局部变量方法的运行一定要在栈中运行。

  • 局部变量:方法的参数,或是方法 大括号{ } 内部的变量
  • 作用域:一旦超出 作用域,立刻从 栈内存 当中弹出

2、堆

堆(Heap):凡是 new 出来的东西,都在 堆 当中。(如果是在方法内定义的引用类型的局部变量,该引用类型的对象 是在堆中,该对象的变量名 是 在栈中,且变量名存储的是 对象地址 -- 该对象在堆中的地址)

  • 堆内存里面的东西都有一个地址值:16进制
  • 堆内存里的数据,都有默认值。规则:
    • 整数 -- 默认为 0
    • 浮点数 -- 默认为 0.0
    • 字符 -- 默认为 ‘u0000’
    • 布尔 -- 默认为 false
    • 引用类型 -- 默认为 null

3、方法区

方法区:存储 .class 相关信息,包括方法的信息(即,方法的定义等)

4、本地方法栈

与操作系统相关

5、寄存器

与 CPU 相关


以上是关于数据结构 & Java中的内存的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

如何使用模块化代码片段中的LeakCanary检测内存泄漏?

如何重构这个 Java 代码片段

详解Jvm内存结构

详解Jvm内存结构

详解Jvm内存结构

数据结构 & Java中的内存