Estruturas de dados Java para iniciantes com exemplos

30 Mayıs 2024 Roberto Magalhães

Mergulhe no mundo do Java com nosso guia de estruturas de dados para iniciantes, completo com exemplos ilustrativos.

Compreender as estruturas é fundamental para o desenvolvimento de software. Java é a escolha ideal para aprender sobre estruturas de dados devido à sua sintaxe simples e amplo escopo de aplicações, desde o desenvolvimento de aplicativos móveis até a análise de big data.

Vamos dar uma olhada mais de perto nas estruturas de dados em Java.

O que é estrutura de dados?

Uma estrutura de dados descreve como os conjuntos de dados são organizados e gerenciados. Ele define como as informações podem ser armazenadas, acessadas e manipuladas em uma linguagem de programação. Compreender as correlações entre os elementos de dados permite que os desenvolvedores processem as informações com mais eficiência.

Benefícios do uso de estruturas de dados em Java

O desenvolvimento Java requer processos eficientes e a utilização de uma estrutura de dados pode ajudar a acelerar o processamento e a recuperação.

Uso eficiente de memória

A escolha da estrutura de dados correta para o seu projeto afeta o desempenho devido ao uso de memória. Diferentes estruturas de dados usam a memória de diversas maneiras. Por exemplo, uma estrutura de dados de lista vinculada pode usar qualquer memória disponível devido à sua natureza dinâmica, alocando memória à medida que os elementos são adicionados, enquanto os arrays usam memória contígua para armazenamento que requer alocação especial.

Performance melhorada

Conhecer estruturas de dados apropriadas pode ajudar a aliviar problemas e fornecer melhores resultados, melhorando o ciclo de tempo dos dados e a complexidade do espaço. Alguns são simples demais para operações complexas. Por exemplo, um array pode procurar um milhão de inteiros, enquanto um HashSet pode fornecer melhores resultados. Saber como e quando aplicar cada um economiza tempo e esforço e melhora o desempenho.

Gerenciamento de dados aprimorado

Usar uma estrutura de dados específica ajuda a reunir vários dados em um só lugar. Suas estruturas padrão garantem que as tarefas do programa sejam entregues com mais rapidez e precisão. Eles melhoram os programas aplicativos melhorando a legibilidade, detectando erros e fortalecendo a produtividade do programa.

Suporta funcionalidades complexas

Árvores e gráficos permitem a implementação de funções complexas que não podem ser alcançadas com estruturas de dados primitivas. Eles fornecem uma maneira de apresentar relacionamentos modelados entre elementos que ultrapassam os tipos de dados básicos com um único valor e intervalo limitado. Uma estrutura de dados em árvore permite representações hierárquicas com elementos filhos ramificados, enquanto uma estrutura de dados em gráfico pode ter estruturas de dados mais versáteis que consistem em nós (vértices) cobrindo uma ampla gama de redes complexas.

Reutilização da estrutura de dados

As estruturas de dados podem ser reutilizadas em diferentes elementos ou programas. Um buffer circular (fila circular) conecta o último nó de uma fila ao primeiro, permitindo o uso repetitivo de dados. A implementação de técnicas de reutilização de dados elimina a necessidade de repetir o acesso aos mesmos dados.

Melhor resolução de problemas

As estruturas de dados permitem que os programadores compreendam melhor a natureza dos problemas, permitindo-lhes resolvê-los de forma eficiente. Como parte integrante da modelagem de problemas por meio de relações objetais, eles podem ajudar a moderar possíveis problemas dentro de uma estrutura.

Tipos de estruturas de dados em Java

Ter uma abordagem unificada para sistemas de dados significa melhor desempenho. Os dados devem fluir da forma mais fluida possível.

Java é adaptável. O slogan “Escreva uma vez, execute em qualquer lugar” (WORA) da Sun Microsystems representou uma revolução na programação. Não é à toa que Java está entre as linguagens de programação mais utilizadas.

Existem certas características estruturais a serem consideradas:

Linear vs. não linear: estrutura de sequência ou a ordem dos itens em um conjunto de dados
Homogeneidade vs. heterogeneidade: características composicionais dentro de um determinado repositório
Estrutura de dados estática versus dinâmica: variação em termos de tamanho, estrutura e localização de memória

Existem muitas abordagens para classificação de conjuntos de dados com base na complexidade: primitivo, não primitivo, e abstrato.

Estruturas de dados primitivas

Estruturas de tipos de dados primitivos são a abordagem mais simples para armazenar dados em sua forma bruta. Existem quatro tipos principais: inteiro, caractere, booleano e flutuante.

Com tamanho fixo e formato simples, eles exigem memória mínima e podem ser processados rapidamente. Esses valores fundamentais podem interagir realizando operações aritméticas essenciais e lógicas básicas.

Inteiro

O tipo de dados inteiro (int) armazena números inteiros em Java. Inclui qualquer número que não tenha ponto decimal, como -42, 0 e 8463. Ints são comumente usados para cálculos. Eles também são cruciais para classificar e pesquisar grandes conjuntos de dados.

Personagem

O tipo de dados de caractere (char) é uma estrutura primitiva que representa caracteres únicos. Inclui letras, símbolos e números, geralmente escritos entre aspas simples, e pode ser usado para armazenar palavras individuais ou sequências de texto. O tipo de dados char é comumente usado para identificar valores de entrada do usuário e escrever programas que exibem mensagens na tela.

boleano

Nomeado em homenagem à álgebra booleana, esse tipo de dados possui dois valores: falso (0) e verdadeiro (1). Pode ser encontrado em estruturas de controle lógico. O tipo de dados binário pode constituir valores opostos na programação (Sim/Não; Ligado/Desligado; Verdadeiro/Falso, etc.). Java usa a palavra-chave booleana apenas como um tipo de dados primitivo porque armazena apenas dois valores possíveis e é frequentemente usada em testes condicionais e operações semelhantes.

Ponto flutuante

Os tipos de dados flutuantes em Java são estruturas de dados primitivas mais precisas que podem armazenar um valor decimal com até sete dígitos de precisão. Os valores numerados com partes fracionárias são armazenados como uma mantissa (o dígito binário) e um expoente (o número de vezes que o número base é multiplicado por si mesmo). As estruturas de ponto flutuante têm sido usadas em engenharia de ciência de dados, economia e muito mais.

Estruturas de dados não primitivas

Também conhecidos como estruturas de dados de referência, esses conjuntos de dados são mais complexos que os tipos primitivos porque se referem a objetos que não são predeterminados. Um programador cria tipos de dados não primitivos, exceto String.

Variedade

Uma estrutura de dados array é uma estrutura de dados não primitiva que armazena uma coleção de elementos em ordem sequencial, onde cada elemento pode ser acessado usando seu índice (a posição do elemento no array). Eles são comumente usados para armazenar listas de objetos ou valores relacionados, como notas de alunos ou nomes de funcionários.

Para criar um array em Java, você deve primeiro indicar o tipo de dados dos elementos, seguido de colchetes ( ). Então, você precisa especificar o tamanho do array.

// Declaration and initialization of an array of integers
int  myArray = new int(5);

// Declaration and initialization of an array of strings
String  names = new String(3);

Operações de array em Java

Os arrays garantem um armazenamento eficiente através da alocação de memória contígua onde os elementos podem ser acessados diretamente usando seu índice. Sua fácil travessia usando lops simplifica a execução de operações em cada elemento.

Inserção adiciona um elemento a uma matriz que deslocará todos os outros elementos para liberar espaço.

Para inserir um elemento em um array, você pode atribuir um valor a um índice específico.

int  numbers = new int(5); // Declaring an integer array with size 5

numbers(0) = 10; // Assigning a value to the first element
numbers(1) = 20; // Assigning a value to the second element
numbers(2) = 30; // Assigning a value to the third element

// Inserting a new element at index 1
numbers(1) = 15; // The previous value (20) is overwritten

Eliminação remove um elemento do índice e requer a mudança de todos os outros elementos na matriz para preencher o espaço deixado pelo elemento excluído. Atribua um valor padrão ou nulo ao índice específico.

String  names = new String(3); // Declaring a string array with size 3

names(0) = "Alice";
names(1) = "Bob";
names(2) = "Charlie";

// Removing the element at index 1
names(1) = null;

Travessia na matriz pode ser feito usando loop for ou loop forEach.

public class ArrayTraversalExample {
    public static void main(String  args) {
        // Create an array with some values
        int  numbers = {10, 20, 30, 40, 50};
        
        // Traversal using a for loop
        System.out.println("Traversal using a for loop:");
        for (int i = 0; i < numbers.length; i++) {
            System.out.println(numbers(i));
        }
        
        // Traversal using a forEach loop
        System.out.println("\nTraversal using a forEach loop:");
        for (int num : numbers) {
            System.out.println(num);
        }
    }
}

A matriz de 'números' com valor de 10 a 50 é percorrida usando ambos:

um loop 'for' usando a variável 'i', onde cada elemento é acessado usando 'number(1)
Loop 'forEach' que não gerencia explicitamente o índice usando a variável 'num' representando cada elemento do array

Traversal using a for loop:
10
20
30
40
50

Traversal using a forEach loop:
10
20
30
40
50

Lista vinculada

A classe de dados Java LinkedList consiste em nós sequenciais contendo referências de dados de um para outro. Seu tamanho muda ao adicionar ou remover elementos da lista armazenada em containers. Ao contrário dos arrays, eles não exigem alocação de memória contígua, permitindo memória dinâmica durante o tempo de execução.

A implementação de um LinkedList em Java requer a definição de uma classe Node contendo dados e uma referência para o próximo nó:

class Node {
int data;
Node next;

public Node(int data) {
this.data = data;
this.next = null;
}
}

LinkedLists são excelentes em cenários que exigem tamanho dinâmico, inserção e exclusão frequentes e alocação flexível de memória, mas podem não ser adequados para situações que exigem acesso aleatório ou têm restrições rígidas de memória.

As vantagens das LinkedLists incluem:

Aumentar ou diminuir dinamicamente durante o tempo de execução permite uma utilização eficiente da memória e flexibilidade no gerenciamento de mudanças nos tamanhos dos dados.
Operações mais fáceis de inserção e exclusão frequentes podem ser feitas constantemente.
Flexibilidade na utilização e alocação de memória, pois cada nó aloca memória e não requer blocos de memória contíguos.

LinkedLists têm vantagens, mas não podem acessar elementos por índice. Memória extra é usada para armazenar referências ao próximo nó. Atravessar ao contrário ou acessar elementos aleatoriamente pode ser ineficiente, e gerenciar referências e ligações de nós é complexo.

Operações LinkedList em Java

Uma operação LinkedList é uma boa solução para ações frequentes de inserção e exclusão de elementos por meio de:

inserção
eliminação
e travessia.

Inserção

A inserção do LinkedList em Java pode ser feita usando o método adicionar . Por exemplo:

import java.util.LinkedList;

public class LinkedListInsertionExample {
    public static void main(String  args) {
        LinkedList<String> list = new LinkedList<> ;

        // Insert elements using add  method
        list.add("apple");
        list.add("banana");
        list.add("cherry");

        // Print the LinkedList
        System.out.println("LinkedList after insertion: " + list);
    }
}

Eliminação

Para excluir o nó principal, ajuste os ponteiros do nó anterior e seguinte para ignorá-lo e defina a referência para o próximo nó como o novo nó principal.

import java.util.LinkedList;

public class LinkedListDeletionExample {
    public static void main(String  args) {
        LinkedList<Integer> numbers = new LinkedList<> ;
        
        // Add elements to the LinkedList
        numbers.add(10);
        numbers.add(20);
        numbers.add(30);
        numbers.add(40);
        
        // Remove a specific element using remove 
        numbers.remove(Integer.valueOf(30));
        
        // Print the modified LinkedList
        System.out.println(numbers); // Output: (10, 20, 40)
    }
}

No exemplo acima, criamos uma LinkedList chamada “números” e adicionamos alguns elementos a ela. Em seguida, usamos o método `remove ` para excluir o elemento com o valor '30'. Finalmente, imprimimos a lista modificada contendo (10, 20, 40).

Travessia

A travessia do LinkedList em Java envolve visitar cada nó no LinkedList e executar uma operação nele.

import java.util.LinkedList;

public class LinkedListTraversalExample {
    public static void main(String  args) {
        // Create a linked list
        LinkedList<Integer> linkedList = new LinkedList<> ;
        linkedList.add(1);
        linkedList.add(2);
        linkedList.add(3);
        linkedList.add(4);
        linkedList.add(5);

        // Traverse the linked list
        for (Integer element : linkedList) {
            System.out.print(element + " ");
        }
    }
}

Pilhas e filas

Pilhas e Filas são dois dos exemplos mais básicos usados em muitas linguagens de programação.

Pilhas

Uma apresentação visual comum de estruturas de dados de pilhas é uma pilha de placas onde apenas alterações podem ser feitas a partir do topo. Isso é chamado de estrutura de dados Last-In-First-Out, onde o último (empurrar) o elemento adicionado é o primeiro a ser removido (pop).

O empurrar método adiciona itens à pilha.

import java.util.Stack;

Stack<Integer> stack = new Stack<> ;
stack.push(10);
stack.push(20);
stack.push(30);

O pop método remove itens da pilha.

int poppedElement = stack.pop ; // Returns 30

Filas

As filas são estruturas de dados lineares semelhantes às pilhas, mas são abertas em ambas as extremidades. Seguem o princípio FIFO, exceto para remoção de elementos. Em uma fila, o elemento mais antigo é removido primeiro por meio de enfileiramento e desenfileiramento.

O enfileirar O método adiciona um elemento ao final da fila.

import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;

Queue<String> queue = new LinkedList<> ;
queue.add("Alice");
queue.add("Bob");
queue.add("Charlie");

O desenfileirar O método remove e retorna o primeiro/mais recente elemento da fila.

String dequeuedElement = queue.poll ; // Returns "Alice"

Ao usar essas operações, você pode manipular os elementos em pilhas e filas de acordo com suas regras de ordenação específicas e executar diversas tarefas com eficiência.

Árvores

As árvores são estruturas de dados não lineares que armazenam informações hierarquicamente. Eles compreendem nós com um valor de dados e referências a outros nós (ou subárvores). As árvores são normalmente usadas para operações de classificação e pesquisa, armazenando e percorrendo dados hierárquicos.

Exemplo de implementação de árvore binária em Java:

public class BinaryTree {
private TreeNode root;
// Create the tree
public void create(int  arr) {
this.root = new TreeNode(arr(0));
Queue queue = new LinkedList<> ;
queue.add(root);
int i = 1;
while (I < arr.length) {
TreeNode currentNode = queue.remove ;
if (arr(i) != -1) {
currentNode.

Operações de árvore em Java

As árvores são uma estrutura de dados essencial usada na programação. As principais operações que podem ser realizadas em árvores incluem inserção, exclusão, pesquisa e travessia.

Inserção

A adição de um novo elemento em uma árvore de pesquisa binária deve ser projetada de forma que não viole cada valor. Exemplo:

/ \

5 15

Podemos inserir um valor de 12 da seguinte forma:

/ \

5 15

/ \ / \

3 7 12 18

Eliminação

A remoção de um nó em árvores binárias requer a substituição do nó excluído por seu sucessor ou antecessor (o que estiver disponível primeiro).

Por exemplo, dada a árvore acima, se quiséssemos excluir 10, poderíamos substituí-lo por seu sucessor em ordem 12, como segue:

/ \

5 15

/ \ / \

3 7 10 18

Procurar

As árvores de pesquisa binária fornecem recursos de pesquisa eficientes, pois cada ramificação tem apenas duas opções e cada movimento para a esquerda ou para a direita reduz pela metade o número de nós que precisam ser pesquisados. Por exemplo, dada a nossa árvore binária original, poderíamos procurar por 7 da seguinte forma:

/ \

5 15

/ \ / \

3 7 12 18

Travessia

Uma travessia de gráfico garante que todos os nós em uma estrutura de dados em árvore sejam visitados exatamente uma vez. Existem três tipos de travessias:

As travessias de pré-encomenda começam visitando as raízes antes de passar para as subárvores.
As travessias pós-ordem começam com as subárvores movendo-se para a raiz.
As travessias ordenadas que começam com o filho esquerdo (e toda a subárvore) passam para a raiz e terminam visitando o filho direito.

Por exemplo, dada a nossa árvore binária original, poderíamos fazer um percurso em ordem da seguinte forma: 3->5->7->10->12->15->18

Gráficos

Os gráficos são uma forma comum de apresentar dados não lineares. Consiste em vértices, unidades gráficas (vértices ou nós) e arestas (caminhos conectivos entre nós).

Adicionando um vértice

A implementação de um novo nó em uma estrutura gráfica requer a adição de um novo objeto.

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Graph {
private int numVertices;
private List<List<Integer>> adjacencyList;

public Graph(int numVertices) {
this.numVertices = numVertices;
adjacencyList = new ArrayList<>(numVertices);

// Initialize the adjacency list
for (int i = 0; i < numVertices; i++) {
adjacencyList.add(new ArrayList<> );
}
}

public void addVertex  {
numVertices++;
adjacencyList.add(new ArrayList<> );
}
}

Adicionando uma vantagem

Depois de encontrar dois vértices para conectar, defina as referências necessárias entre eles antes de adicionar uma aresta.

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Graph {
private int numVertices;
private List<List<Integer>> adjacencyList;

public Graph(int numVertices) {
this.numVertices = numVertices;
adjacencyList = new ArrayList<>(numVertices);

// Initialize the adjacency list
for (int i = 0; i < numVertices; i++) {
adjacencyList.add(new ArrayList<> );
}
}

public void addEdge(int source, int destination) {
// Check if the vertices are within the valid range
if (source >= 0 && source < numVertices && destination >= 0 && destination < numVertices) {
// Add the destination vertex to the adjacency list of the source vertex
adjacencyList.get(source).add(destination);

// If the graph is undirected, add the source vertex to the adjacency list of the destination vertex as well
// adjacencyList.get(destination).add(source); // Uncomment this line for an undirected graph
}
}
}

Traversal do Gráfico

As pesquisas de gráfico são realizadas quando cada vértice é visitado para verificações ou atualizações. Dependendo do tipo de problema, duas iterações podem fazer isso.

Travessia em largura (BFS) geralmente é implementado em uma estrutura de dados de fila. Ele começa em um determinado nó (geralmente a raiz) e explora seus nós adjacentes, depois passa para o próximo nível de nós até que todos os nós tenham sido visitados. O BFS normalmente é implementado usando uma estrutura de dados de fila.

import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;

class Graph {
private int numVertices;
private LinkedList<Integer>  adjacencyList;

public Graph(int numVertices) {
this.numVertices = numVertices;
adjacencyList = new LinkedList(numVertices);
for (int i = 0; i < numVertices; i++) {
adjacencyList(i) = new LinkedList<> ;
}
}

public void addEdge(int source, int destination) {
adjacencyList(source).add(destination);
}

public void breadthFirstTraversal(int startVertex) {
boolean  visited = new boolean(numVertices);
Queue<Integer> queue = new LinkedList<> ;

visited(startVertex) = true;
queue.offer(startVertex);

while (!queue.isEmpty ) {
int currentVertex = queue.poll ;
System.out.print(currentVertex + " ");

for (int neighbor : adjacencyList(currentVertex)) {
if (!visited(neighbor)) {
visited(neighbor) = true;
queue.offer(neighbor);
}
}
}
}
}

public class Main {
public static void main(String  args) {
Graph graph = new Graph(6);
graph.addEdge(0, 1);
graph.addEdge(0, 2);
graph.addEdge(1, 3);
graph.addEdge(2, 4);
graph.addEdge(3, 4);
graph.addEdge(3, 5);

System.out.println("Breadth-First Traversal:");
graph.breadthFirstTraversal(0);
}
}

A travessia em profundidade (DFS) explora o gráfico usando recursão ou uma estrutura de dados de pilha para ir o mais longe possível ao longo de cada ramificação antes de retroceder. Ele começa em um determinado nó (geralmente a raiz) e explora o mais profundamente possível antes de voltar atrás e visitar outros nós adjacentes.

import java.util.LinkedList;

class Graph {
private int numVertices;
private LinkedList<Integer>  adjacencyList;

public Graph(int numVertices) {
this.numVertices = numVertices;
adjacencyList = new LinkedList(numVertices);
for (int i = 0; i < numVertices; i++) {
adjacencyList(i) = new LinkedList<> ;
}
}

public void addEdge(int source, int destination) {
adjacencyList(source).add(destination);
}

public void depthFirstTraversal(int startVertex) {
boolean  visited = new boolean(numVertices);
dfsHelper(startVertex, visited);
}

private void dfsHelper(int vertex, boolean  visited) {
visited(vertex) = true;
System.out.print(vertex + " ");

for (int neighbor : adjacencyList(vertex)) {
if (!visited(neighbor)) {
dfsHelper(neighbor, visited);
}
}
}
}

public class Main {
public static void main(String  args) {
Graph graph = new Graph(6);
graph.addEdge(0, 1);
graph.addEdge(0, 2);
graph.addEdge(1, 3);
graph.addEdge(2, 4);
graph.addEdge(3, 4);
graph.addEdge(3, 5);

System.out.println("Depth-First Traversal:");
graph.depthFirstTraversal(0);
}
}

Ambos os métodos de travessia desempenham papéis importantes em algoritmos e aplicações de gráficos, como encontrar componentes conectados, detectar ciclos, determinar a acessibilidade e resolver quebra-cabeças baseados em gráficos.

Tipos de dados abstratos

Um tipo de dados abstrato (ADT) serve como base sobre a qual uma estrutura de dados será anexada sem impactar o processo de implementação. Tipos de dados abstratos podem ser classificados como

Integrado/definido pelo usuário
Mutável/imutável

Em Java, uma classe abstrata é definida por contratos de interface para uma estrutura de dados específica.

Lista

Um segmento do Java Collections Framework é construído para implementação de array e lista vinculada.

Uma interface de lista cria um ArrayList para armazenar nomes:

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

List<String> names = new ArrayList<> ;
names.add("Alice");
names.add("Bob");
names.add("Charlie");

System.out.println(names.get(1)); // Output: "Bob"

Definir

A classe AbstractSet em Java fornece uma estrutura corporal para a interface de conjunto que implementa a interface de coleção e a classe de coleção abstrata. Difere da interface de lista porque não permite elementos duplicados. Ele fornece métodos como adicionar, remover, conter e dimensionar.

Use a interface set para armazenar um conjunto de números:

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

Set<Integer> numbers = new HashSet<> ;
numbers.add(1);
numbers.add(2);
numbers.add(3);
numbers.add(2); // Duplicate element, not added

System.out.println(numbers.contains(2)); // Output: true

Mapa

Uma interface de mapa em Java armazena dados em pares de chave e valor com chaves exclusivas. Ele fornece métodos como put, get, remove e containsKey. É comumente usado para armazenamento de pares de valores-chave. Aqui está um exemplo de uso da interface do mapa para armazenar um mapeamento de nomes e idades:

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

Map<String, Integer> ages = new HashMap<> ;
ages.put("Alice", 25);
ages.put("Bob", 30);
ages.put("Charlie", 35);

System.out.println(ages.get("Bob")); // Output: 30

Como escolher a estrutura de dados correta em Java

A decisão sobre qual estrutura de dados melhor se adapta a qualquer implementação de programa depende em grande parte de fatores como entradas, processamento de dados e operações de saída.

Com base na complexidade das operações e nas expectativas de desempenho, os programadores podem restringir as estruturas potenciais para aqueles com resultados semelhantes. É sempre melhor começar com as soluções mais simples e trabalhar nelas.

Considere a facilidade de uso e manutenção da estrutura de dados escolhida. Algumas estruturas de dados possuem detalhes de implementação complexos ou exigem práticas de codificação específicas. Aproveite as coleções Java existentes e use estruturas pré-implementadas com desempenho e funcionalidade otimizados.

Conclusão

A seleção da estrutura de dados mais adequada para a implementação de um programa requer um entendimento completo dos requisitos do programa, uma análise cuidadosa das operações envolvidas e a consideração de vários fatores, como eficiência de memória, capacidades de pesquisa e requisitos de ordenação.

A estrutura de dados deve ter um escopo de operações e propriedades predefinidas necessárias para um bom desempenho do software. As estruturas de dados são críticas em Java e a geração de dados continua a crescer.

Perguntas frequentes

O que são estruturas de dados em Java?

Estruturas de dados em Java são uma coleção formatada de elementos de dados para realizar qualquer atividade em conjuntos de dados (organização, processamento, acesso e string). Diferentes tipos de estruturas têm amplas aplicações em todos os setores.

Por que as estruturas de dados são importantes na programação Java?

As estruturas de dados na programação Java podem ajudar a aumentar e melhorar o desempenho e permitir que os desenvolvedores resolvam problemas e falhas mais rapidamente.

Qual é a diferença entre estruturas de dados primitivas e não primitivas?

A principal diferença entre estruturas de dados primitivas e não primitivas é a sua complexidade. Os tipos de dados primitivos são predefinidos, sempre possuem um valor e não podem realizar determinadas operações.

Por outro lado, estruturas de dados não primitivas são criadas por um programador, podem ter valor nulo e são usadas para chamar métodos para executar ações específicas.

Quando devo usar arrays versus listas vinculadas em Java?

ArrayList em Java serve melhor para operações de pesquisa porque fornece tempo constante se o programador souber o número de elementos em uma sequência com memória limitada. LinkedList em Java, por outro lado, pode ser útil quando as operações exigem mais manipulação de dados, especialmente quando você adiciona filas de prioridade ou precisa saber quantos itens haverá na lista.

Como uma pilha difere de uma fila em Java?

A principal diferença entre uma pilha e uma fila em Java está na ordem de processamento das estruturas de dados. A pilha segue a ordem de processamento de entrada Último a Entrar, Primeiro a Sair (LIFO), enquanto a Fila segue o princípio Primeiro a Entrar, Primeiro a Sair, o que significa que processa a primeira entrada na ordem. Além disso, estar aberto em ambas as extremidades remove o elemento mais antigo de um lado da fila.