Java中常用的数据结构有哪些，它们各自的应用场景是什么？

在Java开发中，选择合适的数据结构直接影响程序的效率和性能。本文总结了Java中几种常见的数据结构，并分析了其应用场景。

1. 数组 (Array): 数组是通过索引直接访问大小固定的线性结构。 其优点是访问速度快，适用于需要快速搜索元素的场景，如缓存和搜索表。

2. 链表 (LinkedList): 链表由节点组成，每个节点都包含数据和指向下一个节点的指针。 链表的优点是动态调整尺寸，便于插入和删除操作，适用于实现队列和栈。

3. 栈 (Stack): 遵循后进先出(LIFO)原则上，元素只能添加和删除栈顶。 栈通常用于函数调用、表达式求值和撤销功能。

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4. 队列 (Queue): 遵循先进先出(FIFO)原则上，元素从一端添加，从另一端删除。 队列广泛应用于任务调度和广度优先搜索算法。

5. 树 (Tree): 树形结构，每个节点可以有零个或多个子节点。 树结构用于表示层次关系，如文件系统、组织结构和数据库索引。

6. 二叉树 (Binary Tree): 每个节点最多有两个子节点的树。 二叉树常用于实现二叉搜索树和堆，适用于搜索、排序和优先队列。

7. 堆 (Heap): 特殊的完全二叉树，满足堆的性质(如最小堆或最大堆)。 堆通常用于优先级队列、排序和图算法。

8. 图 (Graph): 由顶点和边缘组成的结构表示对象之间的关系。 图形结构用于社交网络、路径搜索和网络拓扑分析。

9. 哈希表 (HashMap): 使用哈希函数将键映射到数组索引中，实现快速搜索。 适用于键值对存储、缓存和数据库索引的哈希表。

10. 集合 (Set): 不包括重复元素的集合。 集合通常用于去重、并集和交叉操作。

只有掌握了这些数据结构，才能编写出更高效、更优雅的Java程序。

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