JAVA中常用的数据结构和XML使用解析

更新时间：2025年04月19日 16:25:06 作者：爱吃牛肉的大老虎

这篇文章主要介绍了JAVA中常用的数据结构和XML使用,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教

1常见的数据结构

1.1 数组（Array）

在程序设计中，为了处理方便，把具有相同类型的若干变量按有序的形式组织起来。这些按序排列的同类数据元素的集合称为数组。
在C语言中，数组属于构造数据类型。一个数组可以分解为多个数组元素，这些数组元素可以是基本数据类型或是构造类型。
因此按数组元素的类型不同，数组又可分为 数值数组、字符数组、指针数组、结构数组 等各种类别

1.2 栈（Stack）

栈是只能在某一端插入和删除的特殊线性表。
它按照先进后出的原则存储数据，先进入的数据被压入栈底，最后的数据在栈顶，需要读数据的时候从栈顶开始弹出数据（最后一个数据被第一个读出来）

1.3 对列（Queue）

一种特殊的线性表，它只允许在表的前端（front）进行删除操作，而在表的后端（rear）进行插入操作。
进行插入操作的端称为队尾，进行删除操作的端称为对头。
队列中没有元素时，称为空队列

1.4 链表（Linked List）

一种物理存储单元上非连续、非顺序的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接次序实现的
链表由一系列结点（链表中的每一个元素称为结点）组成，结点可以在运行时动态生成。每个结点包括两个部分：
一个是存储数据元素的数据域，另一个是存储下一个结点地址的指针域

1.5 树（Tree）

树是包含n（n>0）个结点的有穷集合K，且在K中定义了一个关系N，N满足以下条件：

有且仅有一个结点K₀，它对于关系N来说没有前驱，称K₀为树的根结点，简称为根（root）
除K₀外，K中的每个结点，对于关系N来说有且仅有一个前驱
K中各结点，对关系N来说可以有m个后继（m>=0）

1.6 堆（Heap）

在计算机科学中，堆是一种特殊的树形数据结构，每个结点都有一个值。
通常我们所说的对的数据结构，是指二叉堆。
堆的特点是根结点的值最小（或最大），且根结点的两个子树也是一个堆

1.7 图（Graph）

图是由结点的有穷集合V和边的集合E组成。
其中，为了与树形结构加以区别，在图结构中常常将结点称为顶点，边是顶点的有序偶对，若两个顶点之间存在一条边，就表示这两个顶点具有相邻关系

1.8 散列表（Hash）

若结构中存在关键字和K相等的记录，则必定在f(K)的存储位置上。
由此，不需比较便可直接取得所查询的记录，称这个对应关系f为散列函数（Hash function），按这个思想建立的表为散列表

2 XML解析

2.1 简介

XML，一种可扩展标记语言，通常被开发人员用来传输和存储数据，定义也比较简单，通常如下方式开头，用来表述文档的一些信息

经过整理，通过 Java 程序解析 XML 文件，目前比较主流的有以下四种方式：

DOM 解析
SAX 解析
JDOM 解析
DOM4J 解析

下面我们以如下的 XML 文件为例，分别介绍每种方式的解析实现。

<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
<class>
    <student id="1">
        <name>张三</name>
        <gender>男</gender>
        <age>26</age>
    </student>
    <student id="2">
        <name>里斯</name>
        <gender>男</gender>
        <age>36</age>
    </student>
 <student id="3">
        <name>王五</name>
        <gender>女</gender>
        <age>24</age>
    </student>
</class>

2.2 DOM解析

DOM 的全称是：Document Object Model，是 Java 中最早支持的一种 XML 解析方式，可以不用依赖任何第三方包，通过 JDK 提供的 w3c 包里面的 api，即可实现快速解析，代码编程简单。

为XML文档的已解析版本定义了一组接口。解析器读入整个文档，然后构建一个驻留内存的树结构，然后代码就可以使用DOM接口来操作这个树结构

优点：整个文档树在内存中，便于操作，支持删除、修改、重新排列等多种功能
缺点：将整个文档调入内存中（包括无用的节点），浪费时间和空间
使用场合：一旦解析了文档还需多次访问这些数据，硬件资源充足（内存、CPU）

实现过程如下：

import org.w3c.dom.*;
import javax.xml.parsers.DocumentBuilder;
import javax.xml.parsers.DocumentBuilderFactory;
import java.io.InputStream;

public class DomDemo {
    
    public static void main(String[] args) {
        // 1.获取xml文件流
        InputStream inputStream = DomDemo.class.getClassLoader().getResourceAsStream("demo.xml");
        // 2.创建DocumentBuilderFactory对象
        DocumentBuilderFactory factory = DocumentBuilderFactory.newInstance();
        // 3.创建DocumentBuilder对象
        try {
            DocumentBuilder builder = factory.newDocumentBuilder();
            Document d = builder.parse(inputStream);
            NodeList stdList = d.getElementsByTagName("student");
            for (int i = 0; i <stdList.getLength() ; i++) {
                Node std = stdList.item(i);
                // 遍历标签属性
                NamedNodeMap attrs = std.getAttributes();
                for(int j=0; j< attrs.getLength(); j++){
                    Node attr = attrs.item(j);
                    System.out.println(attr.getNodeName()+"："+attr.getNodeValue());
                }
                // 遍历标签子节点
                NodeList childNodes = std.getChildNodes();
                for (int k = 0; k <childNodes.getLength() ; k++) {
                    if (childNodes.item(k).getNodeType()== Node.ELEMENT_NODE) {
                        System.out.println(childNodes.item(k).getNodeName() + "：" + childNodes.item(k).getTextContent());
                    }
                }
                System.out.println("==============");
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}


运行结果如下：
id：1
name：张三
gender：男
age：26
==============
id：2
name：里斯
gender：男
age：36
==============
id：3
name：王五
gender：女
age：24
==============

2.3 SAX解析

SAX 的全称是：Simple API for XML，也是 JDK 提供的另一种 XML 解析方式。

相比于 DOM，SAX 每次解析只在内存中加载 XML 文件的一小部分，即使针对较大的 XML 文件，它也不需要占用太多的内存，也不会存在内存溢出的问题。

优点如下：

采用事件驱动模式一段一段的来解析数据，占用内存小
只在读取数据时检查数据，不需要保存在内存中
效率和性能较高，能解析大于系统内存的文档
SAX解析器代码比DOM解析器代码小

当然也有缺点：

与 DOM 解析器相比，使用 SAX 解析器读取 XML 文件时，解析逻辑比较复杂
同时无法定位文档层次，很难同时访问同一文档的不同部分数据，不支持 XPath
不是持久的，事件过后若没保存数据，那么数据就丢了。无状态性，从事件中只能得到文本，但不知该文本属于哪个元素

使用场合：Applet，只需XML文档的少量内容，很少回头访问，机器内存少

实现过程如下：

import org.xml.sax.Attributes;
import org.xml.sax.SAXException;
import org.xml.sax.helpers.DefaultHandler;

import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;

public class SAXDemoHandel extends DefaultHandler {

    private String value;

    private Map<String, String> student;

    private List<Map<String, String>> students = new ArrayList<>();

    public List<Map<String, String>> getStudents() {
        return students;
    }

    /**
     * xml 解析开始
     * @throws SAXException
     */
    @Override
    public void startDocument() throws SAXException {
        super.startDocument();
        System.out.println("xml 解析开始");
    }

    /**
     * xml 解析结束
     * @throws SAXException
     */
    @Override
    public void endDocument() throws SAXException {
        super.endDocument();
        System.out.println("xml 解析结束");
    }

    /**
     * 解析 XML 元素开始
     * @param uri
     * @param localName
     * @param qName
     * @param attributes
     * @throws SAXException
     */
    @Override
    public void startElement(String uri, String localName, String qName, Attributes attributes) throws SAXException {
        super.startElement(uri, localName, qName, attributes);
        System.out.println("开始遍历节点：" +  qName);

        if (qName.equals("student")){
            student = new HashMap<>();
            for(int i=0; i<attributes.getLength();i++){
                student.put(attributes.getQName(i), attributes.getValue(i));
            }
        }
    }

    /**
     * 解析 XML 元素结束
     * @param uri
     * @param localName
     * @param qName
     * @throws SAXException
     */
    @Override
    public void endElement(String uri, String localName, String qName) throws SAXException {
        super.endElement(uri, localName, qName);
        System.out.println("节点遍历结束：" +  qName);

        if(qName.equals("student")){
            students.add(student);
            student = null;
        } else if(qName.equals("name") || qName.equals("gender") || qName.equals("age")){
            student.put(qName, value);
        }
    }

    @Override
    public void characters(char[] ch, int start, int length) throws SAXException {
        super.characters(ch, start, length);

        // 获取节点值数组
        value = new String(ch,start,length).trim();
        if (!value.equals("")) {
            System.out.println(value);
        }
    }
}

import javax.xml.parsers.SAXParser;
import javax.xml.parsers.SAXParserFactory;
import java.io.InputStream;
import java.util.List;
import java.util.Map;

public class SAXDemo {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 1.获取xml文件流
        InputStream inputStream = SAXDemo.class.getClassLoader().getResourceAsStream("demo.xml");
        // 2.获取SAXParserFactory实例
        SAXParserFactory factory = SAXParserFactory.newInstance();
        // 3.获取SAXparser实例
        SAXParser saxParser = factory.newSAXParser();
        // 4.创建Handel对象
        SAXDemoHandel handel = new SAXDemoHandel();
        // 5.解析XML文件
        saxParser.parse(inputStream, handel);
        // 6.获取读取结果
        List<Map<String, String>> students = handel.getStudents();
        for (Map<String, String> student : students) {
            System.out.println(student.toString());
        }
    }
}
运行结果如下：

{gender=男, name=张三, id=1}
{gender=男, name=里斯, id=2}
{gender=女, name=王五, id=3}

2.4 JDOM解析

JDOM 是 Java 生态中一个非常优秀的 XML 开源文档解析库，可以把它看成是 DOM 及 SAX 的结合版，同时在设计上弥补了 DOM 及 SAX 在实际应用当中的不足之处。

优点如下：

基于树的模型处理 XML 文件，数据会加载在内存中
没有向下兼容的限制，因此比 DOM 简单
速度快，缺陷少
具有 SAX 的解析特征
API 比 DOM 更容易理解
20-80原则，极大地减少了代码量

当然也有缺点：

能处理大于内存的 XML 文档
不支持与 DOM 中相应遍历包

使用场合：要实现的功能简单，如解析、创建等，但在底层，JDOM还是使用SAX，DOM，Xanan文档

pom依赖

<!--jdom -->
<dependency>
    <groupId>org.jdom</groupId>
    <artifactId>jdom</artifactId>
    <version>1.1.3</version>
</dependency>

实现过程如下：

import org.jdom.Attribute;
import org.jdom.Document;
import org.jdom.Element;
import org.jdom.input.SAXBuilder;
import java.io.InputStream;
import java.util.List;


public class JdomDemo {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 1.获取xml文件流
        InputStream inputStream = JdomDemo.class.getClassLoader().getResourceAsStream("demo.xml");
        // 2.创建SAXBuilder对象
        SAXBuilder saxBuilder = new SAXBuilder();
        // 3.将输入流加载到build中
        Document document = saxBuilder.build(inputStream);
        // 4.获取根节点
        Element rootElement = document.getRootElement();
        // 5.获取子节点
        List<Element> children = rootElement.getChildren();
        for (Element child : children) {
            List<Attribute> attributes = child.getAttributes();
            // 遍历标签属性
            for (Attribute attr : attributes) {
                System.out.println(attr.getName()+":"+attr.getValue());
            }
            // 遍历标签子节点
            List<Element> childrenList = child.getChildren();
            for (Element  o: childrenList) {
                System.out.println(o.getName() + "：" + o.getValue());
            }
            System.out.println("==============");
        }
    }
}
运行结果如下：

id:1
name：张三
gender：男
age：26
==============
id:2
name：里斯
gender：男
age：36
==============
id:3
name：王五
gender：女
age：24
==============

2.5 DOM4J解析

DOM4J 也是 Java 生态中一款非常非常优秀的 XML 开源文档解析库，是 JDOM 的升级品。

最初，它是 JDOM 的一种分支，后来合并了许多超出基本 XML 文档表示的功能，最后单独作为一工具对外发布。

优点如下：

性能优异，功能强大，极端易使用
开发简便，同时也提供了一些提高性能的代替方法
支持 XPath

唯一的缺点：

API 过于复杂

pom依赖

 <!-- dom4j -->
 <dependency>
     <groupId>dom4j</groupId>
     <artifactId>dom4j</artifactId>
     <version>1.6.1</version>
</dependency>

实现过程如下：

public class Dom4jDemo {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 1.获取xml文件流
        InputStream inputStream = Dom4jDemo.class.getClassLoader().getResourceAsStream("demo.xml");
        // 2.创建Reader对象
        SAXReader reader = new SAXReader();
        // 3.加载xml
        Document document = reader.read(inputStream);
        // 4.获取根节点
        Element rootElement = document.getRootElement();
        // 5.遍历元素
        Iterator iterator = rootElement.elementIterator();
        while (iterator.hasNext()){
            Element stu = (Element) iterator.next();
            // 遍历标签属性
            List<Attribute> attributes = stu.attributes();
            for (Attribute attribute : attributes) {
                System.out.println(attribute.getName() + "：" + attribute.getValue());
            }

            // 遍历标签子节点
            Iterator iterator1 = stu.elementIterator();
            while (iterator1.hasNext()){
                Element stuChild = (Element) iterator1.next();
                System.out.println(stuChild.getName()+"："+stuChild.getStringValue());
            }
            System.out.println("==============");
        }
    }
}
运行结果如下：

id：1
name：张三
gender：男
age：26
==============
id：2
name：里斯
gender：男
age：36
==============
id：3
name：王五
gender：女
age：24
==============

总结

以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持脚本之家。

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