5 melhores estruturas de dados que o programador Java deve conhecer

As estruturas de dados são essenciais para armazenar e organizar dados para facilitar a operação do dispositivo. As estruturas de dados são amplamente e diversificadamente usadas em vários campos da Engenharia de Software ou Ciência da Computação. Você pode gerenciar dados em uma memória de inúmeras maneiras, e é daí que vem o uso de estruturas de dados.

Existem dois tipos de estruturas de dados, a saber, estruturas de dados primitivas e não primitivas.

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Uma estrutura de dados primitiva é um tipo de dados primitivo, por exemplo, char, int, float, pointer e double. Essas estruturas de dados podem conter um único valor. Por outro lado, as estruturas de dados não primitivas são de dois tipos, ou seja, estruturas de dados lineares e não lineares.

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Neste artigo, discutiremos as cinco principais estruturas de dados essenciais para os programadores Java conhecerem: -

Matrizes em Java

Um array é um objeto pertencente a uma classe gerada dinamicamente. A matriz Java herdou a classe Object, que implementa ainda mais as interfaces clonáveis ​​e serializáveis. Arrays Java podem facilmente armazenar objetos e valores primitivos, enquanto a criação de arrays unidimensionais ou multidimensionais também pode ser feita. Java também fornece o recurso para arrays anônimos, um que o C++ não possui.

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Arrays em Java são vantajosos para otimização de código para recuperar e classificar dados. Também podemos acessar aleatoriamente quaisquer dados em qualquer posição do índice. No entanto, uma matriz pode armazenar apenas um tamanho fixo de elementos.

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Exemplo de matriz Java

Abaixo está um exemplo de um array Java, onde um array será declarado, instanciado, inicializado e percorrido.

//Programa Java para mostrar como declarar, instanciar, inicializar

//e percorre o array Java.

classe Testarray{

public static void main(String args[]){

int a[]=new int[5];//declaração e instanciação

a[0]=10;//inicialização

a[1]=20;

a[2]=70;

a[3]=40;

a[4]=50;

// percorrendo a matriz

for(int i=0;i<a.length;i++)//length é a propriedade do array

System.out.println(a[i]);

}}

Resultado:

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Árvores em Java

Uma estrutura de dados em árvore é uma coleção de entidades ou objetos chamados nós ligados entre si para simular ou representar uma hierarquia. As árvores em Java não são lineares, pois não armazenam dados em uma sequência, mas em uma estrutura hierárquica. Portanto, os elementos dessa estrutura de dados são organizados em níveis. O nó mais alto em uma Árvore é chamado de nó raiz. Cada um desses nós possui dados de qualquer tipo. Cada nó possui alguns dados e a referência ou o link para outros nós conhecidos como filhos.

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Em programação e Java, a estrutura de qualquer nó é a seguinte:

nó de estrutura

{

dados int;

nó de estrutura *esquerda;

nó de estrutura *direita;

}

Pilhas em Java

Uma estrutura de dados linear usada principalmente para armazenar uma coleção de objetos é chamada de Pilha. Ele se baseia no Last-In-First-Out (LIFO) e fornece várias classes e interfaces para armazenar coleções de objetos. Uma dessas classes é a classe Stack, que contém um construtor padrão para criar uma pilha vazia. A sintaxe é a seguinte: -

pilha pública()

Para criar um Stack, importe primeiro o pacote java.util e depois crie um objeto da classe Stack. A sintaxe é a seguinte: -

Pilha stk = new Pilha();

Ou

Pilha<tipo> stk = new Pilha<>();

(Tipo indica o tipo de pilha, como String, Integer e similares.)

A estrutura de dados da pilha também possui duas operações integrais: push e pop. O método push coloca o item no topo de uma pilha. É semelhante ao método addElement(item) usado na classe Vector. Um item de parâmetro é passado primeiro para ser inserido na pilha. Por outro lado, o método pop omite um objeto presente no topo do Stack, e o mesmo objeto é retornado. Se o Stack estiver vazio, ele usará o EmptyStackException.

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Fila em Java

A interface Queue faz parte do pacote java.util e estende ainda mais a interface Collection. É usado principalmente para manter elementos executados na ordem FIFO (First In First Out). Essa lista de objetos ordenados segue o princípio FIFO (First-In-First-Out), pois é usada para inserir elementos no final da lista e excluir elementos no início da lista.

Para a declaração nesta interface, a fila requer uma classe concreta. As mais comuns entre essas classes são LinkedList e PriorityQueue; no entanto, nenhuma dessas implementações é thread-safe. Portanto, PriorityBlockingQueue é frequentemente usado como uma implementação alternativa para implementação thread-safe.

O seguinte pode ser declarado como a declaração da interface Queue:

interface pública A fila estende a coleção

Listas vinculadas em Java

Linked List é outra parte integrante da estrutura Collection no pacote java.util. A classe é outra implementação da estrutura de dados LinkedList. É uma estrutura de dados linear onde os elementos não são armazenados em locais adjacentes. Cada elemento nesta estrutura de dados é um objeto separado com o endereço e as partes de dados. Os elementos são unidos com a ajuda de endereços e ponteiros, com cada um desses elementos chamados de nós. As Listas Ligadas são dinâmicas, com inserções e exclusões de fácil execução. Portanto, eles geralmente são mais preferidos do que matrizes. No entanto, os nós não oferecem acesso direto. Portanto, é preciso partir da cabeça e percorrer o link para chegar a um nó.

Conclusão

Estruturas de dados são essenciais para programadores, cientistas de dados e desenvolvedores que trabalham como as bases de construção de qualquer processo digital ou de computação. Portanto, é essencial obter proficiência em qualquer linguagem de programação, seja para desenvolvimento de software, desenvolvimento web ou ciência de dados. Sem uma base sólida de estrutura de dados, você não pode codificar com eficiência. Sem entender as funcionalidades da estrutura de dados, você não conseguirá escrever código, manipular dados e executar algoritmos para resolver vários problemas de codificação. Portanto, é essencial ter uma base sólida em estruturas de dados se você deseja iniciar uma carreira na indústria de software ou até mesmo participar de uma entrevista técnica. Se você tem vontade de aprender mais sobre estruturas de dados, então você pode conferir o curso “ Master of Science in Computer Science ” oferecido pelo upGrad .