隱 藏著精妙的演算法思想。 同樣，資料結構無處不在：大到社會網絡，小到地鐵路線，許多系統都可以建模為“圖”；大到一個國家，小 到一個家庭，社會的主要組織形式呈現出“樹”的特徵；冬天的衣服就像“堆疊”，最先穿上的最後才能脫下； 羽毛球筒則如同“佇列”，一端放入、一端取出；字典就像一個“雜湊表”，能夠快速查找目標詞條。 本書旨在透過清晰易懂的動畫圖解與可執行的程式碼範例，使讀者理解演算法和資料結構的核心概念，並能 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 第 5 章 堆疊與佇列 89 5.1 堆疊 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 5.2 . . . 168 目 錄 www.hello‑algo.com ii 第 8 章 堆積 171 8.1 堆積 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172 8.2 建堆積操作 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . 121 8. 堆 122 8.1. 堆 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122 8.2. 建堆操作 * . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 复杂度分析：数据结构与算法的评价维度、算法效率的评估方法。时间复杂度、空间复杂度，包括推算 方法、常见类型、示例等。 ‧ 数据结构：常用的基本数据类型，数据在内存中的存储方式、数据结构分类方法。数组、链表、栈、队列、 散列表、树、堆、图等数据结构，内容包括定义、优劣势、常用操作、常见类型、典型应用、实现方法等。 ‧ 算法：查找算法、排序算法、搜索与回溯、动态规划、分治算法，内容包括定义、使用场景、优劣势、时 空效率、实现方法、示例题目等。 在逻辑关系上是排 成一条线的；而如果数据之间的逻辑关系是非线性的（例如是网状或树状的），那么就是非线性数据结构。 ‧ 线性数据结构：数组、链表、栈、队列、哈希表； ‧ 非线性数据结构：树、图、堆、哈希表； Figure 3‑3. 线性与非线性数据结构 3.2.2. 物理结构：连续与离散 � 若感到阅读困难，建议先看完下个章节「数组与链表」，再回过头来理解物理结构的含义。 3. 数据结构简介

. . . . . 168 目 录 hello‑algo.com ii 第 8 章 堆 171 8.1 堆 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172 8.2 建堆操作 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 所示。 ‧ 复杂度分析：数据结构和算法的评价维度与方法。时间复杂度和空间复杂度的推算方法、常见类型、示 例等。 ‧ 数据结构：基本数据类型和数据结构的分类方法。数组、链表、栈、队列、哈希表、树、堆、图等数据 结构的定义、优缺点、常用操作、常见类型、典型应用、实现方法等。 ‧ 算法：搜索、排序、分治、回溯、动态规划、贪心等算法的定义、优缺点、效率、应用场景、解题步骤 和示例问题等。 第 0 它为数据的有序组织提供了蓝图，算法得以在此基础上生动起来。 第 3 章 数据结构 hello‑algo.com 52 3.1 数据结构分类 常见的数据结构包括数组、链表、栈、队列、哈希表、树、堆、图，它们可以从“逻辑结构”和“物理结构” 两个维度进行分类。 3.1.1 逻辑结构：线性与非线性 逻辑结构揭示了数据元素之间的逻辑关系。在数组和链表中，数据按照一定顺序排列，体现了数据之间的线

. . . . . . . . . . . . . . . . . 122 8. 堆 123 8.1. 堆 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 8.2. 建堆操作 * . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 复杂度分析：数据结构与算法的评价维度、算法效率的评估方法。时间复杂度、空间复杂度，包括推算 方法、常见类型、示例等。 ‧ 数据结构：常用的基本数据类型，数据在内存中的存储方式、数据结构分类方法。数组、链表、栈、队列、 散列表、树、堆、图等数据结构，内容包括定义、优劣势、常用操作、常见类型、典型应用、实现方法等。 ‧ 算法：查找算法、排序算法、搜索与回溯、动态规划、分治算法，内容包括定义、使用场景、优劣势、时 空效率、实现方法、示例题目等。 在逻辑关系上是排 成一条线的；而如果数据之间的逻辑关系是非线性的（例如是网状或树状的），那么就是非线性数据结构。 ‧ 线性数据结构：数组、链表、栈、队列、哈希表； ‧ 非线性数据结构：树、图、堆、哈希表； Figure 3‑3. 线性与非线性数据结构 3.2.2. 物理结构：连续与离散 � 若感到阅读困难，建议先看完下个章节「数组与链表」，再回过头来理解物理结构的含义。 3. 数据结构简介

. . . . . 168 目 录 hello‑algo.com ii 第 8 章 堆 171 8.1 堆 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172 8.2 建堆操作 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 所示。 ‧ 复杂度分析：数据结构和算法的评价维度与方法。时间复杂度和空间复杂度的推算方法、常见类型、示 例等。 ‧ 数据结构：基本数据类型和数据结构的分类方法。数组、链表、栈、队列、哈希表、树、堆、图等数据 结构的定义、优缺点、常用操作、常见类型、典型应用、实现方法等。 ‧ 算法：搜索、排序、分治、回溯、动态规划、贪心等算法的定义、优缺点、效率、应用场景、解题步骤 和示例问题等。 第 0 它为数据的有序组织提供了蓝图，算法得以在此基础上生动起来。 第 3 章 数据结构 hello‑algo.com 52 3.1 数据结构分类 常见的数据结构包括数组、链表、栈、队列、哈希表、树、堆、图，它们可以从“逻辑结构”和“物理结构” 两个维度进行分类。 3.1.1 逻辑结构：线性与非线性 逻辑结构揭示了数据元素之间的逻辑关系。在数组和链表中，数据按照一定顺序排列，体现了数据之间的线

. . . . . . . . . . . . 145 8. 堆 147 8.1. 堆 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147 目 录 hello‑algo.com ii 8.2. 建堆操作 . . . . . . . . . . . . . . . 复杂度分析：数据结构和算法的评价维度，算法效率的评估方法。时间复杂度、空间复杂度的推算方 法、常见类型、示例等。 ‧ 数据结构：基本数据类型，数据结构的分类方法。数组、链表、栈、队列、散列表、树、堆、图等数据 结构的定义、优缺点、常用操作、常见类型、典型应用、实现方法等。 ‧ 算法：搜索、排序、分治、回溯、动态规划、贪心等算法的定义、优缺点、效率、应用场景、解题步骤、 示例题目等。 0. 性结构则相反，呈非线性排列。 ‧ 线性数据结构：数组、链表、栈、队列、哈希表。 ‧ 非线性数据结构：树、堆、图、哈希表。 Figure 3‑1. 线性与非线性数据结构 非线性数据结构可以进一步被划分为树形结构和网状结构。 ‧ 线性结构：数组、链表、队列、栈、哈希表，元素存在一对一的顺序关系。 ‧ 树形结构：树、堆、哈希表，元素存在一对多的关系。 ‧ 网状结构：图，元素存在多对多的关系。 3. 数据结构

上，JVM 是程序与操作系统之间的桥梁。 ▶ JVM 实现了 Java 的平台无关性。 ▶ JVM 是内存分配的前提。 类装载子系统 Class文件 Class文件 Class文件 方法区 Java堆 Java栈 程序计数器 本地方法栈 执行引擎 本地接口 通过全限定名装载 操作系统 操作系统本地库 运行时数据区 大纲 Java 内存模型 Java 程序内存运行分析 Java 内存管理建议 Stack Native Method Stack PC Register JVM Stack Native Method Stack 程序计数器、虚拟 机栈，native 栈 为线程私有 堆为线程共享 方法区为线程共享 Eden From Survivor To Survivor 新生代 Old Space 老年代 大纲 Java 内存模型 Java 程序内存运行分析 Java Java 程序运行过程会涉及的内存区域 程序计数器 当前线程执行的字节码的行号指示器。 栈 保存局部变量的值，包括：用来保存基本数据类型的值； 保存类的实例，即堆区对象的引用（指针），也可以用来 保存加载方法时的帧。（Stack） 堆 用来存放动态产生的数据，如 new 出来的对象和数组。 1。（Heap） 常量池 JVM 为每个已加载的类型维护一个常量池，常量池就是 这个类型用到的常量的一个有序集合。包括直接常量

. . . 168 目 录 www.hello‑algo.com ii 第 8 章 堆 171 8.1 堆 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172 8.2 建堆操作 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 所示。 ‧ 复杂度分析：数据结构和算法的评价维度与方法。时间复杂度和空间复杂度的推算方法、常见类型、示 例等。 ‧ 数据结构：基本数据类型和数据结构的分类方法。数组、链表、栈、队列、哈希表、树、堆、图等数据 结构的定义、优缺点、常用操作、常见类型、典型应用、实现方法等。 ‧ 算法：搜索、排序、分治、回溯、动态规划、贪心等算法的定义、优缺点、效率、应用场景、解题步骤 和示例问题等。 第 0 它为数据的有序组织提供了蓝图，算法得以在此基础上生动起来。 第 3 章 数据结构 www.hello‑algo.com 52 3.1 数据结构分类 常见的数据结构包括数组、链表、栈、队列、哈希表、树、堆、图，它们可以从“逻辑结构”和“物理结构” 两个维度进行分类。 3.1.1 逻辑结构：线性与非线性 逻辑结构揭示了数据元素之间的逻辑关系。在数组和链表中，数据按照一定顺序排列，体现了数据之间的线

. . . . . 165 目 录 hello‑algo.com ii 第 8 章 堆 168 8.1 堆 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169 8.2 建堆操作 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 所示。 ‧ 复杂度分析：数据结构和算法的评价维度与方法。时间复杂度、空间复杂度的推算方法、常见类型、示 例等。 ‧ 数据结构：基本数据类型，数据结构的分类方法。数组、链表、栈、队列、哈希表、树、堆、图等数据 结构的定义、优缺点、常用操作、常见类型、典型应用、实现方法等。 ‧ 算法：搜索、排序、分治、回溯、动态规划、贪心等算法的定义、优缺点、效率、应用场景、解题步骤、 示例题目等。 第 0 它为数据的有序组织提供了蓝图，使算法得以在此基础上生动起来。 第 3 章 数据结构 hello‑algo.com 50 3.1 数据结构分类 常见的数据结构包括数组、链表、栈、队列、哈希表、树、堆、图，它们可以从“逻辑结构”和“物理结构” 两个维度进行分类。 3.1.1 逻辑结构：线性与非线性 逻辑结构揭示了数据元素之间的逻辑关系。在数组和链表中，数据按照顺序依次排列，体现了数据之间的线

数组是相同数据类型的元素按一定顺序排列的集合。在 Java 语言中，数组元素既 可以为基本数据类型，也可以为对象。 Java 的内存分配（基础） 栈内存 存放定义的基本类型的变量和对象的引用变量，超出作用域将自动释放。 堆内存 存放由 new 运算符创建的对象和数组，由 Java 虚拟机的自动垃圾回收器来管 理。 Java 数组的主要特点包括以下方面： • 数组是相同数据类型的元素的集合； • 数组中的各元素有 3 � 3.5.1 字符串变量的创建 示例代码：格式 1 1 String s; //声明字符串型引用变量s，此时s的值为null 2 s = new String(”Hello”); //在堆内存中分配空间，并将s指向该字符串首地址 示例代码：格式 2 1 String s = new String(”Hello”); 示例代码：格式 3 1 String s = ”Hello”; Java 虚拟机（Java Virtual Machine, JVM） Java 虚拟机的架构如图6.1所示。 类装载子系统 Class文件 Class文件 Class文件 方法区 Java堆 Java栈 程序计数器 本地方法栈 执行引擎 本地接口 通过全限定名装载 操作系统 操作系统本地库 运行时数据区 图 6.1 Java 虚拟机架构 • Java 程序运行在 JVM 上，JVM