数组和链表结合的数据存储

数组和链表结合的数据存储通常称为链式数组（Linked Array）。链式数组是一种数据结构，它使用链表来管理数据的插入、删除和移动，同时使用数组来提供快速的随机访问。

链式数组的实现方式是，在数组的每个元素中保存一个指向下一个元素的指针。这样，每个元素就可以通过指针连接起来，形成一个链表。同时，数组的下标可以用来快速访问链表中的任意元素。

链式数组的优势在于，它可以在不需要移动整个数组的情况下，快速地插入和删除元素。这是因为链式数组只需要修改指针，而不需要移动整个数组。同时，由于使用了数组，链式数组也可以进行快速的随机访问。

但是，链式数组的缺点在于，它需要额外的空间来存储指针，因此会占用更多的内存。同时，由于每个元素都需要一个指针来指向下一个元素，因此链式数组的元素大小通常会比普通数组大。

相关问题

数组和链表在HashMap中的应用，要求新手能看懂，结合代码分析，注释详细

### 回答1：
HashMap是Java中非常常用的数据结构之一。其实现是基于哈希表的，用于存储键值对。在HashMap中，数组和链表是两个重要的数据结构，以下是它们在HashMap中的应用：

数组在HashMap中的应用：

1.用于存储元素。HashMap的底层是一个数组，它存储着大小为2的n次幂的元素。

2.使用哈希函数计算键的哈希码。哈希函数用于计算键的哈希码，以便将键映射到数组的索引位置上。在HashMap中，默认使用的哈希函数是hashCode()，但是我们也可以通过实现自己的哈希函数来解决哈希冲突。

3.通过索引来访问元素。一旦通过哈希函数计算得到了键对应的索引位置，我们就可以在数组中找到该键对应的值。

链表在HashMap中的应用：

1.使用链表解决哈希冲突。由于使用哈希函数计算出的哈希码可能会出现冲突，因此需要使用链表来解决冲突。在数组中，每个索引位置都会对应着一个链表，当多个键被映射到同一个索引位置时，它们会存储在该链表中。

2.在链表中查找键值对。当需要获取某个键对应的值时，HashMap会首先计算该键的哈希码，然后找到对应的索引位置。由于哈希冲突的存在，索引位置可能对应着多个键值对，因此需要遍历链表来查找对应的键值对。

代码分析：

下面是HashMap的put()方法的代码实现，其中就涉及到了数组和链表的应用：

public V put(K key, V value) {
    if (table == EMPTY_TABLE) {
        inflateTable(threshold);
    }
    if (key == null)
        return putForNullKey(value);
    int hash = hash(key);
    int i = indexFor(hash, table.length);
    for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
        Object k;
        if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
            V oldValue = e.value;
            e.value = value;
            e.recordAccess(this);
            return oldValue;
        }
    }

    modCount++;
    addEntry(hash, key, value, i);
    return null;
}

在该方法中，首先会判断数组是否为空，如果为空，则会初始化数组；然后会计算键的哈希值和索引位置，接着会遍历链表，在链表中查找键值对，如果找到了，则会更新值；否则会创建新的键值对并加入到链表中。

可以看到，在HashMap中，数组和链表的应用非常灵活和紧密，它们共同构成了HashMap这一数据结构，并能够高效地处理键值对。

### 回答2：
在HashMap中，数组和链表用来存储键值对数据。

数组是一种线性表数据结构，其元素在内存中连续存储。在HashMap中，数组被用来存储存储桶（bucket），每个存储桶存储了一个链表的头节点或红黑树的根节点。

链表是一种非连续存储的数据结构，其元素在内存中通过指针相连。在HashMap中，链表被用来解决哈希冲突（collision）的问题。当两个不同的键经过哈希函数计算后得到同样的索引位置，就会发生哈希冲突。这时，键值对会加入到对应索引位置处的链表中。

下面是对HashMap的源码进行简单分析，帮助新手理解数组和链表在HashMap中的应用：

public class HashMap<K, V> {
    // 定义一个数组用来存储存储桶
    Entry<K, V>[] table;
    // ...
  
    // 定义一个静态内部类作为链表的节点
    static class Entry<K, V> {
        final K key;
        V value;
        Entry<K, V> next;
      
        Entry(K key, V value, Entry<K, V> next) {
            this.key = key;
            this.value = value;
            this.next = next;
        }
    }
  
    // ...
  
    // 将键值对存入HashMap
    public void put(K key, V value) {
        int hash = key.hashCode();
        int index = hash % table.length; // 计算索引位置
      
        if (table[index] == null) {
            // 如果索引位置处为空，则创建新的链表节点
            table[index] = new Entry<>(key, value, null);
        } else {
            // 如果索引位置处有链表，则遍历链表找到对应键的节点
            Entry<K, V> entry = table[index];
            while (entry != null) {
                if (entry.key.equals(key)) {
                    entry.value = value; // 更新值
                    return;
                }
                entry = entry.next;
            }
          
            // 如果链表中没有对应键的节点，则将新的节点插入到链表头部
            Entry<K, V> newEntry = new Entry<>(key, value, table[index]);
            table[index] = newEntry;
        }
    }
  
    // ...
}

在上面的代码中，数组table被用来存储存储桶（即Entry链表的头节点）。每个存储桶存储了一个Entry链表的头节点或红黑树的根节点（红黑树在这里暂不考虑）。

当put方法执行时，通过key的hashCode计算出hash值，再通过取余操作得到对应的索引位置index。如果table[index]为空，则直接创建新的Entry节点，并将其设置为table[index]。如果table[index]不为空，则需要遍历链表找到对应的键（通过equals方法比较），如果找到则更新值，否则将新的Entry节点插入到链表头部。这样就完成了键值对的存储过程。

通过以上的代码分析，我们可以看出，数组和链表的应用使得HashMap能够高效地存储和查找键值对数据。同时，注释的详细解释也有助于新手理解HashMap的实现原理和代码逻辑。

数组和链表在HashMap中的应用，要求新手能看懂，结合代码分析，注释详细且用中文

HashMap是Java中常用的数据结构之一，用于存储key-value键值对。在实现HashMap时，数组和链表都被广泛应用。

首先，HashMap会将key通过hashCode()方法计算得到一个整数值，该值用于确定该key的存储位置。因此，HashMap内部会维护一个由Entry对象构成的数组，每个Entry对象包含了key和value两个部分。

在Entry数组中查找一个key时，HashMap会首先根据key的hashCode()值确定其存储在Entry数组中的索引位置，然后遍历该索引位置对应的链表，查找是否存在该key。如果找到了该key，则会返回对应的value值，否则返回null。

下面是HashMap中的Entry定义：

static class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
    final K key;
    V value;
    Entry<K,V> next;
    int hash;
    //...
}

Entry中包含了key、value、next和hash四个部分。其中，key和value分别对应Map中的键和值，next则是用于实现链表，表示该Entry的下一个元素，hash则是该key的hashCode()值。

实现HashMap时，在处理冲突时会使用“拉链法”，即将相同hashCode()值的key存储在同一链表中。如果某个索引位置已经存在一个Entry对象，且其hashCode()值与新key相同，则新的Entry对象会被加入到该链表的尾部。

下面是HashMap中put()方法的源码，可以看到put()方法实际上就是将key-value键值对存储在Entry数组中的过程：

public V put(K key, V value) {
    if (table == EMPTY_TABLE) {
        inflateTable(threshold);
    }
    if (key == null)
        return putForNullKey(value);
    int hash = hash(key);
    int i = indexFor(hash, table.length);
    for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
        Object k;
        if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
            V oldValue = e.value;
            e.value = value;
            e.recordAccess(this);
            return oldValue;
        }
    }
    modCount++;
    addEntry(hash, key, value, i);
    return null;
}

在put()方法中，首先判断是否需要扩容（inflateTable()方法），如果key为null，则调用putForNullKey()方法处理；否则，通过hash()方法计算出key的hashCode()值和存储位置，接着在该位置对应的Entry链表中查找是否存在key的Entry对象，如果已经存在，则更新其value值，否则加入新的Entry对象。

综上，HashMap中数组和链表的应用相对清晰明了，数组用来存储Entry对象，链表用来处理冲突。此外，Entry对象中需要维护key、value、next和hash四个部分，便于快速查找对应的Entry对象。