在软件开发领域，熟悉并掌握数据结构对于提升程序性能和优化算法至关重要。本文将全面介绍Java中常用的核心数据结构，辅以示例代码和概念图解，以帮助读者更好地理解和应用这些数据结构。
1. 数组（Array）
数组是Java中最基础的数据结构之一，它是在内存中一块连续区域存放相同类型元素的集合。数组支持通过索引访问元素，时间复杂度为O(1)。
int[] numbers = new int[5];
numbers[0] = 1; // 使用索引访问和修改元素
2. 链表（LinkedList）
链表是由一系列节点构成的，每个节点包含数据和指向下一个节点的引用。链表分为单向链表和双向链表，Java的LinkedList类实现了双向链表。
单项链表
双向链表
3. 栈（Stack）
栈是一种遵循后进先出（LIFO）原则的数据结构，Java通过java.util.Stack类实现栈功能。
Stack<String> stack = new Stack<>();
stack.push("Hello"); // 元素入栈
stack.pop(); // 弹出栈顶元素
4. 队列（Queue）
队列遵循先进先出（FIFO）原则，Java提供了java.util.Queue接口以及LinkedList和PriorityQueue等实现。
Queue<String> queue = new LinkedList<>();
queue.offer("World"); // 元素入队
queue.poll(); // 出队并移除队头元素
5. 集合（Set）
Set是一种不允许存在重复元素的集合，常见的Java实现有无序的HashSet和有序的TreeSet。
Set<String> set = new HashSet<>();
set.add("Java"); // 添加元素，自动去重
6. 映射（Map）
Map是一种键值对的数据结构，Java的HashMap和TreeMap分别基于哈希表和红黑树实现。
Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
map.put("Language", 1); // 添加键值对
7. 树形结构（Tree）
Java中的树形结构，包括二叉树、二叉搜索树、平衡二叉树（如红黑树）、线段树、区间树以及前缀树（Trie）。虽然Java标准库并未直接提供所有树结构，但通过自定义类实现，并提及TreeMap和TreeSet内部采用红黑树实现。
二叉树
红黑树
红黑树是一种自平衡二叉树
红黑树要素：
- 每个节点要么是黑色，要么是红色
- 根节点都是黑色
- 每个叶子节点都是黑色
- 每个红色节点的两个子节点一定是黑色
- 任意一节点到每个叶子节点的路径中都包含相同的黑色节点
旋转原理：
1.左旋：以某个节点作为支点，将其右子节旋转为父节点，右子节点的左子节点转换为右节点，左子节点保持不变
2.右旋：以某个节点作为支点，将其左子节点旋转为父节点，左子节点的右子节点旋转为左子节点，右子节点保持不变
3.变色：节点的颜色
