数据结构

在计算机科学中，数据结构是组织和存储数据的方法。确定一个数据结构的选择，影响了一个算法的操作效率。在软件开发中，选择正确的数据结构是非常重要的，它可以使算法更优化、更有效。

以下是常见的数据结构以及它们的特点和用途。

数组

数组是一组有序的元素集合，每一个元素可以通过一个索引值进行访问。数组可以存储相同类型的数据，如整数、浮点数、字符串等。数组的优点是可以快速访问元素，缺点是其大小固定不变，在插入或删除元素时效率低下。

int[] my_array = new int[10]; //创建一个10个元素的数组
my_array[0] = 10; //第一个元素的值设置为10

栈

栈是一种特殊的集合，其结构类似于一摞盘子。栈的特点是只允许在一端进行添加和移除元素（后进先出，LIFO）。栈主要用于内存管理，如程序中的函数调用、表达式求值等。

Stack<String> my_stack = new Stack<String>(); //创建一个字符串类型的栈
my_stack.push("Apple"); //将"Apple"添加到栈顶
String top_element = my_stack.pop(); //将栈顶元素弹出，并返回其值

队列

队列是另一类特殊的集合，其结构类似于一列排队的人。队列的特点是在一端添加元素，在另一端移除元素（先进先出，FIFO）。队列经常被用于排序和网络流量管理。

Queue<String> my_queue = new LinkedList<String>(); //创建一个字符串类型的队列
my_queue.add("Apple"); //将"Apple"添加到队列尾部
String front_element = my_queue.remove(); //将队列头部元素删除，并返回其值

链表

链表是一系列链接在一起的结点，每个结点包含它自身的数据以及指向下一个结点的指针。链表的优点是它可以在任意时刻添加或删除结点，但是在访问元素时需要遍历整个链表。

class Node {
    int data;
    Node next;
}

Node my_list = new Node(); //创建链表
my_list.data = 10; //设置链表头结点的值
my_list.next = new Node(); //创建下一个结点
my_list.next.data = 20; //设置下一个结点的值

树

树是一种由结点和边组成的特殊图形，它有一个根结点和若干个子结点。树的优点是可以快速地查找和插入元素，树的一个典型应用是搜索引擎中的搜索算法。

class Node {
    int data;
    Node left;
    Node right;
}

Node my_tree = new Node(); //创建一棵新树
my_tree.data = 10; //设置根结点值
my_tree.left = new Node(); //创建左子结点
my_tree.right = new Node(); //创建右子结点
my_tree.left.data = 20; //设置左子结点的值
my_tree.right.data = 30; //设置右子结点的值

图

图是一种由结点和边组成的集合，每个结点可以和其他结点相连。图的优点是可以模拟各种情况，例如社交网络分析、路线规划等。

class Node {
    int data;
    List<Node> neighbors;
}

Node my_graph = new Node(); //创建一张图
my_graph.data = 10; //设置图的值
my_graph.neighbors = new ArrayList<Node>(); //创建邻居结点集合
my_graph.neighbors.add(new Node()); //添加一个邻居结点
my_graph.neighbors.get(0).data = 20; //设置邻居结点的值