Tài liệu Lập trình Java cơ bản- Bài 8 (Collections) ppt

1
Lập trình Java cơ bản
Cao Đức Thông   Trần Minh Tuấn­
,  
2
Bài 8. Collections
•
Cấu trúc dữ liệu trong Java
•
Linked List
•
Stack và Queue
•
Tree
•
Collections Framework
•
Danh sách (List)
•
Tập hợp (Set)
•
Bảng ánh xạ (Map)
•
Bài tập
3
Cấu trúc dữ liệu
•
Cấu trúc dữ liệu là cách tổ chức dữ liệu để giải 
quyết vấn đề.
•
Một số cấu trúc dữ liệu phổ biến:

•
Mảng (Array)
•
Danh sách liên kết (Linked List)
•
Ngăn xếp (Stack)
•
Hàng đợi (Queue)
•
Cây (Tree)
4
Linked List
•
Linked list là cấu trúc gồm các node liên kết với nhau 
thông qua các mối liên kết. Node cuối linked list 
được đặt là null để đánh dấu kết thúc danh sách.
•
Linked list giúp tiết kiệm bộ nhớ so với mảng trong 
các bài toán xử lý danh sách.
•
Khi chèn/xoá một node trên linked list, không phải 
dãn/dồn các phần tử như trên mảng.
•
Việc truy nhập trên linked list luôn phải tuần tự.
5
Linked List
•
Thể hiện Node thông qua lớp tự tham chiếu (self­
referential class)
class Node

{
private int data;
private Node nextNode;
// constructors and methods ...
}
15 10
6
Linked List
•
Một linked list được quản lý bởi tham chiếu tới 
node đầu và node cuối.
H D Q
firstNode lastNode
...
7
Cài đặt Linked List
// Dinh nghia mot node trong linked list         
class ListNode 
{
     int data;
     ListNode nextNode;
     ListNode(int value) 
     {
this(value, null); 
     }
     ListNode(int value, ListNode node)
     {
data = value;    
nextNode = node; 
     }

     int getData()       {  return data;  }
     ListNode getNext()  {  return nextNode;  }
}    
8
Cài đặt Linked List
// Dinh nghia lop LinkedList
public class LinkedList 
{
      private ListNode firstNode;
      private ListNode lastNode;
  
      public LinkedList() 
      { 
firstNode = lastNode = null;
      }  
      public void insertAtFront(int insertItem)
      {
if ( isEmpty() )
          firstNode = lastNode = new ListNode( insertItem );
else 
                firstNode = new ListNode( insertItem, firstNode );
      }     
9
Cài đặt Linked List
    
public void insertAtBack( int insertItem )
    {
        if ( isEmpty() )
           firstNode = lastNode = new ListNode( insertItem );
        else 

           lastNode = lastNode.nextNode = new ListNode( insertItem );
    }
    public int removeFromFront()
    {
        int removeItem =  1;­
        if ( ! isEmpty() ) {
 removeItem = firstNode.data;  
 if ( firstNode == lastNode )
     firstNode = lastNode = null;
            else
     firstNode = firstNode.nextNode;
        }
        return removeItem;  
    }
10
Cài đặt Linked List
     public int removeFromBack()
     {
int removeItem =  1;­
if ( ! isEmpty() )
{
           removeItem = lastNode.data;  
      if ( firstNode == lastNode )
firstNode = lastNode = null;
      else
      {
ListNode current = firstNode;
while ( current.nextNode != lastNode )
       current = current.nextNode;
lastNode = current;

current.nextNode = null;
      }
}
return removeItem;
     }
11
Cài đặt Linked List
     public boolean isEmpty()
     { 
 return (firstNode == null);
     }
     public void print()
     {
ListNode node = firstNode;
while (node != null)
{
                 System.out.print(node.data + " ");
       node = node.nextNode;
}
System.out.println("\n");
     }
}
12
Mô tả insertAtFront
7 11
firstNode
12
new ListNode
(a)
7 11

firstNode
12
new ListNode
(b)
13
Mô tả insertAtBack
12 7 11
firstNode lastNode
(a)
5
new ListNode
12 11
firstNode lastNode
(b)
5
new ListNode
7
14
Mô tả removeFromFront
firstNode lastNode
(a)
11
firstNode lastNode
(b)
removeItem
12
12
7
7 5
5

11
12
15
Mô tả removeFromBack
5
5
117
7
12
12
firstNode lastNode
(a)
firstNode lastNode
(b)
removeItem
current
11
16
Sử dụng Linked List
public class ListTest
{
      public static void main( String args[] )
      {
LinkedList list = new LinkedList();  
list.insertAtFront( 5 );
list.insertAtFront( 7 );
list.insertAtBack( 9 );
list.insertAtBack( 8 );
list.insertAtBack( 4 );
list.print();

list.removeFromFront();
list.removeFromBack();
          list.print();
      }
}  
17
Stack
•
Stack là một cấu trúc theo kiểu LIFO (Last In 
First Out), phần tử vào sau cùng sẽ được lấy ra 
trước.
•
Hai thao tác cơ bản trên Stack
•
Chèn phần tử: Luôn chèn vào đỉnh Stack (push)
•
Lấy ra phần tử: Luôn lấy ra từ đỉnh Stack (pop)
18
Cài đặt Stack
public class Stack
{
      private LinkedList stackList;
      public Stack()   
      { 
           stackList = new LinkedList(); 
      }
      public void push( int value )
      { 
          stackList.insertAtFront( value ); 
      }

      public int pop()  { return stackList.removeFromFront(); }
      public boolean isEmpty()   { return stackList.isEmpty(); }
      public void print() { stackList.print(); }
}
19
Sử dụng Stack
public class StackTest
{
      public static void main(String[] args) 
      {
Stack stack = new Stack();
stack.push(5);
stack.push(7);
stack.push(4);
stack.push(8);
stack.print();
stack.pop();
stack.pop();
stack.print();
      }
}
20
Queue
•
Queue (Hàng đợi) là cấu trúc theo kiểu FIFO 
(First In First Out), phần tử vào trước sẽ được lấy 
ra trước.
•
Hai thao tác cơ bản trên hàng đợi
•

Chèn phần tử: Luôn chèn vào cuối hàng đợi 
(enqueue)
•
Lấy ra phần tử: Lấy ra từ đầu hàng đợi (dequeue)
21
Cài đặt Queue
public class Queue
{
      private LinkedList queueList;
      public Queue() 
      { 
           queueList = new LinkedList(); 
      }
      public void enqueue( int value )
      { 
           queueList.insertAtBack( value ); 
      }
      public int dequeue()  { return queueList.removeFromFront();  }
      public boolean isEmpty() { return queueList.isEmpty(); }
      public void print() { queueList.print(); }
}
22
Sử dụng Queue
public class QueueTest
{
      public static void main(String[] args) 
      {
Queue queue = new Queue();
queue.enqueue(5);
queue.enqueue(7);

queue.enqueue(4);
queue.enqueue(8);
queue.print();
queue.dequeue();
queue.dequeue();
queue.print();
      }
}
23
Tree
•
Tree là một cấu trúc phi tuyến (non linear). ­
•
Mỗi node trên cây có thể có nhiều liên kết tới node 
khác.
Nút gốc
Nút lá
Nút trong
24
Binary Search Tree
•
Cây nhị phân là cây mà mỗi node không có quá 2 
node con.
•
Cây tìm kiếm nhị phân là cây nhị phân mà:
•
Giá trị các nút thuộc cây con bên trái nhỏ hơn giá trị của 
nút cha.
•
Giá trị các nút thuộc cây con bên phải lớn hơn giá trị của 

nút cha.
•
Duyệt cây nhị phân
•
Inorder traversal
•
Preorder traversal
•
Postorder traversal
25
Binary Search Tree
•
Ví dụ về Binary Search Tree
47
25 77
11 43 65 93
687 17 3144
Cây con trái Cây con phải