数组和链表分别是什么。它们有i什么区别？

数组和链表都是数据结构。数组是一种线性数据结构，用于在内存中存储一组相同类型的元素。数组中的元素是连续的，并且可以通过索引访问，索引通常从0开始。

链表也是一种线性数据结构，但它的元素是不连续的。相反，每个元素都包含指向下一个元素的指针。由于它们的灵活性，链表在插入和删除元素时比数组更有效。

区别：

1. 存储方式：数组是按顺序存储数据，链表是按指针存储数据。

2. 插入和删除操作：在数组中，如果要在中间插入或删除元素，则需要移动后续元素。链表中，只需要更改指针即可。这使得链表对于插入和删除操作更加高效。

3. 访问元素：数组中访问元素非常快，因为可以通过索引直接计算出元素的地址。在链表中，必须按顺序遍历链表找到相应的元素。

4. 空间使用：数组在创建时需要固定大小的空间，而链表可以动态分配内存并且不需要一开始指定大小。

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。

什么是静态链表，代码展示

静态链表是一种使用数组实现的链表数据结构。下面是一个简单的静态链表的代码示例：

#include <stdio.h>

#define MAX_SIZE 100

// 定义静态链表的节点结构
typedef struct {
    int data;
    int next; // 游标，表示下一个节点在数组中的索引
} Node;

// 初始化静态链表
void initStaticList(Node list[]) {
    for (int i = 0; i < MAX_SIZE - 1; i++) {
        list[i].next = i + 1; // 设置游标，使得每个节点都指向下一个节点
    }
    list[MAX_SIZE - 1].next = -1; // 设置最后一个节点的游标为-1，表示链表结束
}

// 插入节点
void insertNode(Node list[], int data) {
    int newNodeIndex = list[0].next; // 获取第一个可用节点的索引
    if (newNodeIndex != -1) {
        list[0].next = list[newNodeIndex].next; // 更新第一个可用节点的索引
        list[newNodeIndex].data = data;
        list[newNodeIndex].next = -1;
        printf("插入节点：%d\n", data);
    } else {
        printf("静态链表已满，无法插入节点：%d\n", data);
    }
}

// 打印静态链表
void printStaticList(Node list[]) {
    int currentIndex = list[0].next; // 获取第一个节点的索引
    printf("静态链表内容：");
    while (currentIndex != -1) {
        printf("%d ", list[currentIndex].data);
        currentIndex = list[currentIndex].next; // 更新当前节点的索引
    }
    printf("\n");
}

int main() {
    Node staticList[MAX_SIZE];
    initStaticList(staticList);

    insertNode(staticList, 1);
    insertNode(staticList, 2);
    insertNode(staticList, 3);

    printStaticList(staticList);

    return 0;
}

在上述示例中，我们使用一个静态数组 `staticList` 来实现静态链表。通过初始化函数 `initStaticList`，我们将数组中的每个元素设置为可用节点，并通过游标将它们连接起来。

插入节点的函数 `insertNode` 首先从第一个可用节点中获取一个节点，然后更新第一个可用节点的索引。接着，我们将节点的数据域设置为给定的数据，并将游标设置为-1，表示链表结束。

最后，通过函数 `printStaticList`，我们遍历静态链表并打印出其中的数据。在主函数中，我们示范了插入节点和打印链表的操作。