在學習計算機時，數據結構是不可忽視的一點，從考研時的408課程，再到工作中編寫軟件，網站，要想在計算機領域站住腳跟，數據結構是必備的
在這里，我對于數據結構進行了匯總，并簡要描述，在后面會對各種數據結構進行詳細介紹
在 Java 中，數據結構主要分為兩大類：線性數據結構 和 非線性數據結構。Java 標準庫（如 java.util 包）提供了許多現成的數據結構實現，這些實現基于不同的底層存儲方式和操作特性。以下是對 Java 中常見數據結構的詳細描述：
1. 線性數據結構
線性數據結構是指數據元素之間存在一對一的線性關系。
（1）數組（Array）
數組是一種基本的線性數據結構，用于存儲固定大小的同類型數據元素。
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特點：
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元素存儲在連續的內存空間中。
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支持隨機訪問，通過索引可以快速訪問任意位置的元素，時間復雜度為 O(1)。
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插入和刪除操作效率較低，通常需要移動大量元素，時間復雜度為 O(n)。
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數組的大小在創建后不可變。
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示例代碼：
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int[] array = new int[10]; array[0] = 1; array[1] = 2; System.out.println(array[0]); // 輸出：1
（2）動態數組（ArrayList）
ArrayList 是 Java 中基于動態數組實現的集合類，它提供了動態擴容的功能。
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特點：
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底層使用數組存儲元素。
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支持隨機訪問，時間復雜度為 O(1)。
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插入和刪除操作效率較低，時間復雜度為 O(n)。
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動態擴容，可以根據需要自動調整數組大小。
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示例代碼：
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import java.util.ArrayList;public class Main {public static void main(String[] args) {ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();list.add(1);list.add(2);System.out.println(list.get(0)); // 輸出：1list.remove(0);System.out.println(list.get(0)); // 輸出：2} }
（3）鏈表（LinkedList）
LinkedList 是 Java 中基于雙向鏈表實現的集合類，它支持高效的插入和刪除操作。
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特點：
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底層使用雙向鏈表存儲元素。
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不支持隨機訪問，訪問任意位置的元素需要從頭開始遍歷，時間復雜度為 O(n)。
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插入和刪除操作效率較高，時間復雜度為 O(1)。
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適合頻繁插入和刪除操作的場景。
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示例代碼：
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import java.util.LinkedList;public class Main {public static void main(String[] args) {LinkedList<Integer> list = new LinkedList<>();list.add(1);list.add(2);System.out.println(list.get(0)); // 輸出：1list.remove(0);System.out.println(list.get(0)); // 輸出：2} }
（4）棧（Stack）
棧是一種后進先出（LIFO）的數據結構，Java 提供了 Stack 類來實現棧。
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特點：
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支持快速的插入和刪除操作，時間復雜度為 O(1)。
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只能在棧頂進行插入和刪除操作。
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適合實現函數調用、表達式求值等場景。
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示例代碼：
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import java.util.Stack;public class Main {public static void main(String[] args) {Stack<Integer> stack = new Stack<>();stack.push(1);stack.push(2);System.out.println(stack.pop()); // 輸出：2System.out.println(stack.pop()); // 輸出：1} }
（5）隊列（Queue）
隊列是一種先進先出（FIFO）的數據結構，Java 提供了 Queue 接口和多種實現類（如 LinkedList、ArrayDeque 等）。
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特點：
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支持快速的插入和刪除操作，時間復雜度為 O(1)。
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只能在隊尾插入元素，在隊頭刪除元素。
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適合實現任務調度、消息隊列等場景。
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示例代碼：
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import java.util.LinkedList; import java.util.Queue;public class Main {public static void main(String[] args) {Queue<Integer> queue = new LinkedList<>();queue.add(1);queue.add(2);System.out.println(queue.poll()); // 輸出：1System.out.println(queue.poll()); // 輸出：2} }
2. 非線性數據結構
非線性數據結構是指數據元素之間存在多對多的關系。
（1）樹（Tree）
樹是一種層次化的數據結構，每個節點可以有多個子節點。
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常見類型：
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二叉樹（Binary Tree）：每個節點最多有兩個子節點。
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二叉搜索樹（Binary Search Tree）：左子樹的所有節點值小于根節點值，右子樹的所有節點值大于根節點值。
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平衡二叉樹（Balanced Binary Tree）：左右子樹的高度差不超過 1。
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紅黑樹（Red-Black Tree）：一種自平衡的二叉搜索樹。
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堆（Heap）：一種特殊的完全二叉樹，分為最大堆和最小堆。
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示例代碼（二叉樹）：
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class TreeNode {int val;TreeNode left;TreeNode right;TreeNode(int x) {val = x;} }public class Main {public static void main(String[] args) {TreeNode root = new TreeNode(1);root.left = new TreeNode(2);root.right = new TreeNode(3);} }
（2）圖（Graph）
圖是一種由節點（頂點）和邊組成的復雜數據結構，節點之間可以存在任意關系。
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特點：
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節點之間通過邊連接，可以是有向邊或無向邊。
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支持復雜的遍歷和搜索算法，如深度優先搜索（DFS）和廣度優先搜索（BFS）。
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適合表示復雜的關系網絡，如社交網絡、地圖路徑等。
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示例代碼（無向圖）：
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import java.util.ArrayList; import java.util.List;class Graph {private int vertices;private List<List<Integer>> adjacencyList;public Graph(int vertices) {this.vertices = vertices;this.adjacencyList = new ArrayList<>();for (int i = 0; i < vertices; i++) {adjacencyList.add(new ArrayList<>());}}public void addEdge(int src, int dest) {adjacencyList.get(src).add(dest);adjacencyList.get(dest).add(src); // 無向圖}public void printGraph() {for (int i = 0; i < vertices; i++) {System.out.println("Adjacency list of vertex " + i);System.out.print("head");for (int j : adjacencyList.get(i)) {System.out.print(" -> " + j);}System.out.println();}} }public class Main {public static void main(String[] args) {Graph graph = new Graph(5);graph.addEdge(0, 1);graph.addEdge(0, 4);graph.addEdge(1, 2);graph.addEdge(1, 3);graph.addEdge(1, 4);graph.addEdge(2, 3);graph.addEdge(3, 4);graph.printGraph();} }
（3）哈希表（Hash Table）
哈希表是一種通過哈希函數將鍵映射到值的數據結構。
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特點：
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提供快速的插入、刪除和查找操作，平均時間復雜度為 O(1)。
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哈希函數將鍵映射到存儲位置，可能存在沖突，需要解決沖突的方法（如鏈表法、開放尋址法）。
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適合實現字典、緩存等場景。
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示例代碼：
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import java.util.HashMap;public class Main {public static void main(String[] args) {HashMap<String, Integer> map = new HashMap<>();map.put("Alice", 25);map.put("Bob", 30);System.out.println(map.get("Alice")); // 輸出：25map.remove("Bob");} }
處理圖像顏色)
