一、线性表（广义的数组）#
在算法题中，我们一般使用到的线性表一般有两种，且它们的优缺点如下：
- 数组
- 优点：可以使用
[]运算符进行随机读写 - 缺点：数组大小固定，不能动态添加数据
- 优点：可以使用
- List对象
- 优点：可以动态添加数据
- 缺点：读写数据需要使用
get(int index)和set(int index, Object object)，和数组相比比较麻烦
1. 数组#
这里数组的主要用法和c++比较类似，这里主要写一下一些特殊的操作以及Arrays工具类提供的一些方法。
一维数组的定义和初始化#
① 直接指定固定大小：
int[] arr = new int[n];
则开辟的空间会填充上默认值：
- 数值类型填充
0 boolean类型填充false- 对象类型填充
null
② 定义时进行初始化
int[] arr = new int[]{1, 2, 3, 4, 5};
二维数组的定义和初始化#
① 和一维数组一样直接给定两个维度的大小（行数和列数）：
int[][] matrix = new int[m][n];
② 和c++类似，二维数组也可以像c++中的type** matrix一样，先给第一个维度分配空间，然后再为第二个维度分配不同的空间，例如下面的代码分配下三角矩阵：
int n = 5;
int[][] matrix = new int[n][];
for (int i = 0; i < n; i++) {
matrix[i] = new int[i + 1];
}
打印展示：
Arrays工具类的一些常用方法#
在Java中原生数组实际上并不是完全的面向对象的，对于List对象希望进行某项操作只需要使用.+方法即可，但数组类型本身却没有带有这些操作，因而Arrays工具类填补了这部分的空白。
① Arrays.fill()
Arrays.fill有两个常见的使用：
Arrays.fill(int[] array, int value)Arrays.fill(int[] array, int start, int end, int val)
这个函数是用于填充数组的，第一个参数是数组，第二个参数是填充的值，而第二种用法规定了填充的起止下标：[start, end)。
② Arrays.sort()
排序函数，一般也有两种参数填充方法：
Arrays.sort(int[] array)Arrays.sort(Object[] array, Comparator c)tips 只有对象数组才能使用这种方式
第一种方式是按照默认的方式进行排序，数字类型按从小到大排，字符串类型按字典序排，而第二种方式中填写的第二个参数是用于改变默认的排序规则的，例如这里我希望从大到小排序（）：
Integer[] arr = new Integer[]{1, 2, 3, 4, 5};
Arrays.sort(arr, new Comparator<Integer>() {
@Override
public int compare(Integer o1, Integer o2) {
return o2 - o1;
}
});
// 或者使用下面的更加简洁的lambda表达式
Arrays.sort(arr, (num1, num2) -> num2 - num1);
由于添加Comparator对象的这种方式第一个参数只能是对象数组，因此我这里不再使用int[]而是改为了使用Integer[]。
这里就会出现一个这样的需求：如果我原来的类型是
int[]，那么如何转换为Integer[]呢？这里我们可以使用下面的代码进行转化（其他的例如boolean到Boolean也可以按照如下方式转化）：int[] arrOrigin = new int[]{1, 2, 3, 4, 5}; Integer[] arr = (Integer[]) Arrays.stream(arrOrigin).boxed().toArray();即将原数组转为stream对象后调用boxed方法得到
Stream，最后再调用Stream类中的toArray()成员方法即可从流重新转为数组。而Integer[]想要转为int[]则需要调用Stream类的mapToInt(Integer::intValue).toArray()。
③ Arrays.toString(int[] array)
这个方法可以得到数组完整的内容，而如果直接使用arr.toString()只会得到对象的地址等无用信息。
④ Arrays.asList(int[] array)
将数组转为List对象：
Integer[] arr = new Integer[]{1, 2, 3, 4, 5};
List<Integer> list = Arrays.asList(arr);
此外这个函数还可以分散填写各个List对象初始元素的值：
List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
⑤ 反转数组
这里可以使用工具类反转的数组也仅限是对象数组（非对象数组可能只能手写反转算法了），参考代码如下：
String[] strArr = new String[]{"e", "d", "c", "b", "a"};
Collections.reverse(Arrays.asList(strArr));
输出结果：
[a, b, c, d, e]
另外还有一些例如Arrays.copyOf等方法不太常用，这里不再详细介绍。
2. List接口容器#
对象的构建#
实现类一般使用ArrayList（此外还有LinkedList，但不常用），构造对象方式如下：
List<Integer> list = new ArrayList<>();
读写和插入删除数据#
读：E get(int index)
写：E set(int index, E element)
插入：boolean add(E e)和void add(int index, E element)
删除：boolean remove(Object o)和E remove(int index)
排序#
使用List的接口方法sort(Comparator c)（数字从大到小排）：
List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
list.sort((num1, num2) -> num2 - num1);
输出：
[5, 4, 3, 2, 1]
或者也可以使用Collections.sort(List l, Comparator c)，可以达到相同的效果。
反转数组#
// Collections工具类静态方法：Collections.reverse(List list)
List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
Collections.reverse(list);
List转为数组#
List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
Integer[] arr = (Integer[]) list.toArray();
二、字符串#
以下api如果没有标注则默认为String类成员方法。
| 操作 | api | 说明 |
|---|---|---|
| 获取长度 | int length() |
|
| 获取下标对应字符 | char charAt(int index) |
|
| 转换为字符数组 | char[] toCharArray() |
|
| 取子串 | String substring(int beginIdx, int endIdx) |
其中endIdx是可选的 |
| 转为int等数字类型 | 静态方法 Integer.parseInt(String str) |
这是int类型的，其他类型以此类推 |
| 数值类型转为字符串 | 静态方法 String.valueOf(T val) |
这里的T可以是int、double等类型 |
| 按分隔符切分字符串 | String[] split(String regex) |
填入的是正则表达式 |
| 反转字符串 | StringBuilder成员方法 string reverse() |
需要借助StringBuilder |
这些容器类基本都会包含有获取元素数量（
size()）和判断是否为空（empty()或isEmpty()）等相同的方法，因此后面的api表格只列出该类特有的操作。
三、Map和Set#
1. Map#
Map这里一般使用的实现为HashMap，少数需要按照键进行排序时使用到TreeMap，构造对象如下：
Map<String, String> map = new HashMap<>();
常用操作和api：
| 操作 | api |
|---|---|
| 读 | V get(Object key) |
| 写 | V put(K key, V value) |
| 是否包含key | boolean containsKey(Object key) |
| 是否包含value | boolean containsValue(Object value) |
遍历Map：
// 1. 使用forEach + lambda表达式(推荐)
map.forEach((key, value)-> {
...
});
// 2. 使用for结合keySet()
for (String key : map.keySet()) {
String value = map.get(key);
...
}
2. Set#
和Map类似，这里Set的实现一般也选择HashSet，少数需要按照键进行排序时使用到TreeSet，构造对象如下：
Set<String> set = new HashSet<>();
常用操作和api：
| 操作 | api |
|---|---|
| 插入元素 | boolean add(E e) |
| 删除元素 | boolean remove(Object o) |
| 是否包含元素 | boolean contains(Object o) |
同理，set也可以使用forEach+lambda以及增强for两种写法遍历元素。
四、栈Stack和队列Queue#
1. 栈Stack#
构造对象：
Stack<String> stack = new Stack<>();
常用操作和api：
| 操作 | api |
|---|---|
| 压栈 | E push(E item) |
| 弹栈 | E pop() |
| 查看栈顶元素 | E peek() |
2. 队列Queue#
Queue是一个接口，一般实现类取ArrayDeque。构造对象代码如下：
Queue<String> queue = new ArrayDeque<>();
常用操作和api：
| 操作 | api |
|---|---|
| 入队 | boolean offer(E e) |
| 出队 | E poll() |
| 查看队首 | E peek() |
五、优先队列#
构造对象：
PriorityQueue<Integer> heap = new PriorityQueue<>();
使用无参数构造函数时得到的是小顶堆，如果我们希望得到大顶堆则需要填入一个Comparator参数，如下为构造int类型大顶堆的方式：
PriorityQueue<Integer> heap = new PriorityQueue<>((o1, o2) -> o2 - o1);
其中填入的lambda表达式为新建Comparator匿名内部类的语法糖。
常用操作和api：
| 操作 | api |
|---|---|
| 入队 | boolean offer(E e) |
| 出队 | boolean poll(E e) |
| 查看队首（堆顶） | E peek() |