1. 數據結構概述

　　Java的集合框架其實就是對數據結構的封裝，在學習集合框架之前，有必要先了解下數據結構。

　　1.1. 什么是數據結構(了解)

　　所謂數據結構，其實就是計算機存儲、組織數據的方式。

　　數據結構是用來模擬數據存儲操作的，其實就是對數據做增刪改查操作。

　　增：把某個數據存儲到某個容器中

　　刪：從容器中把某個數據刪除掉

　　改：把容器中某個數據替換成另一個數據

　　查：把容器中的數據查詢出來

　　不同的數據結構，底層采用不同的存儲方式(算法)，在具體操作的時候效率是不一樣的，比如有的查詢速度很快，有的插入速度很快，有的操作頭和尾速度很快等。

　　常見的數據結構：

　　數組(Array)掌握

　　鏈表(Linked List)了解

　　哈希表(Hash)了解

　　棧(Stack)了解

　　隊列(Queue)了解

　　樹(Tree)了解

　　圖(Graph)

　　堆(Heap)

　　1.2. 數組結構

　　1.2.1. 模擬ArrayList(掌握)

　　假設我現在是某個籃球隊的教練，需要安排5個球員上場打球。此時需要模擬上場球員的存儲，簡單一點，我們就只存儲上場球員的球衣號碼。那么此時我需要以下幾個操作：

       1.初始一個容量為5的容器，用來存儲場上的5個球衣號碼。

　　2.安排5個球員上場，比如球員號碼分別為11、22、33、44、55。

　　3.查詢指定索引位置球員的球衣號碼是多少，如查詢索引位置為2的球衣號碼是33。

　　4.替換場上索引位置為2的球員，使用333號替換33號。

　　5.罰下場上索引位置為2的球員(直接罰下，沒有補位)。

　　6.打印出場上球員的球衣號碼，打印風格如 [11，22，33，44，55]。

　　操作前后效果圖：

　　1.2.2. 初始化操作(掌握)

　　使用Integer數組來存儲場上球員號碼，提供了兩個構造器，一個用于自定義初始化容量，一個用于使用默認的初始化容量10。

　　測試代碼：

　　1.2.3. 打印操作(掌握)

　　1.2.4. 保存操作(掌握)

　　測試代碼

　　輸出結果：

　　[]

　　[11,22,33,44,55]

　　因為數組的長度是固定的，此時的players數組只能存儲5個元素，如果再多存儲一個就報錯：數組索引越界。此時就要考慮在保存操作時對數組做擴容操作，擴容的原理是：

　　創建一個原數組長度兩倍長的新數組

　　把舊數組中的所有元素拷貝到新數組中

　　把新數組的引用賦給舊數組變量

　　保存操作時擴容操作：

　　//向場上添加一個球員號碼

　　1.2.5. 查詢操作(掌握)

　　需求：查詢指定索引位置球員的球衣號碼是多少，如查詢索引位置為2的球衣號碼是33。

　　其實就是返回數組中，指定索引對應的元素值。

　　測試代碼：

　　Integer playerNum = list.get(2);

　　System.out.println(playerNum);

　　輸出結果：

　　33

　　1.2.6. 修改操作(掌握)

　　需求：替換場上索引位置為2的球員，使用333號替換33號。

　　1.2.7. 刪除操作(掌握)

　　需求：罰下場上索引位置為2的球員(直接罰下，沒有補位)。

　　刪除操作的原理，把后續的元素整體往前挪動一個位置。

　　1.2.8. 讓容器支持存儲任意數據類型的元素(掌握)

　　此時元素類型是Integer類型，也就是只能存儲整型的數據，但是卻不能存儲其他類型的數據，此時我們可以考慮吧元素類型改成Object，那么Object數組可以存儲任意類型的數據。

　　1，首先是定義成員變量和構造器：

　　2，添加和查詢方法：

　　3，替換和刪除方法：

　　4，打印方法：

　　1.2.9. 數組的性能分析(了解)

　　在計算機科學中，算法的時間復雜度是一個函數，它定性描述了該算法的運行時間，常用大O符號來表述。

　　時間復雜度是同一問題可用不同算法解決，而一個算法的質量優劣將影響到算法乃至程序的效率。算法分析的目的在于選擇合適算法和改進算法。

　　我們在這里針對ArrayList存儲數據的增刪改查(CRUD)做性能分析：

　　保存操作：

　　如果保存在數組的最后一個位置，至少需要操作一次。

　　如果保存在數組的第一個位置，如果存在N個元素，此時需要操作N次(后面的元素要整體后移)。

　　平均: (N+1) /2 次。 N表示數組中元素的個數。 如果要擴容，更慢，性能更低。

　　刪除操作:

　　如果刪除最后一個元素，操作一次。

　　如果刪除第一個元素，操作N次。

　　平均：(N+1)/2次.

　　修改操作: 操作1次.

　　查詢操作：根據索引查詢元素: 操作1次.

　　結論：基于數組的數據結構做查詢是和修改是非常快的，做保存和刪除操作比較慢了。

　　那如果想保證保存和刪除操作的性能，此時就得提提鏈表這種數據結構了。

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