什么是链表，要求新手能看懂

链表是一种常见的数据结构，在计算机编程中用于存储和管理数据。链表是由一系列节点组成的，每个节点包含了数据和指向下一个节点的指针。节点之间通过指针相互连接，形成一个链式的结构。

与数组相比，链表可以动态地添加或删除元素，因此更加灵活。另外，链表并不要求所有的节点在内存中连续存储，因此可以节省空间。

链表可以分为单向链表和双向链表。单向链表只能从头节点顺序遍历到尾节点，而双向链表则可以从头节点或尾节点开始往后或往前遍历。

总之，链表是一种重要的数据结构，在编程中被广泛应用。学习链表有助于提高编程能力和解决复杂的问题。

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。

什么是链表，语言是java,案例要详细，注释详细，新手看的懂

链表是一种常见的数据结构，它由若干个节点组成，每个节点包含一个元素以及指向下一个节点的指针。链表中的节点在内存中可以不连续，它们通过指针串联在一起。相比于数组等数据结构，链表可以动态地插入、删除元素，但是访问元素需要遍历整个链表。链表常见的操作包括插入元素、删除元素、查找元素等。

下面以Java语言为例，介绍链表的实现。

首先，我们定义链表节点的类Node：

public class Node {
    public int val;
    public Node next;
    public Node(int val) {
        this.val = val;
    }
}

其中，val表示节点存储的元素，next表示指向下一个节点的指针。接下来，我们定义链表类LinkedList：

public class LinkedList {
    private Node head;
    private int size;
    public LinkedList() {
        head = null;
        size = 0;
    }
    public int getSize() {
        return size;
    }
    public boolean isEmpty() {
        return size == 0;
    }
    // 在链表头添加元素
    public void addFirst(int val) {
        Node node = new Node(val);
        node.next = head;
        head = node;
        size++;
    }
    // 在链表尾添加元素
    public void addLast(int val) {
        if (head == null) {
            addFirst(val);
        } else {
            Node cur = head;
            while (cur.next != null) {
                cur = cur.next;
            }
            cur.next = new Node(val);
            size++;
        }
    }
    // 在链表中间添加元素
    public void add(int index, int val) {
        if (index < 0 || index > size) {
            throw new IllegalArgumentException("Index out of range.");
        }
        if (index == 0) {
            addFirst(val);
        } else {
            Node prev = head;
            for (int i = 0; i < index - 1; i++) {
                prev = prev.next;
            }
            Node node = new Node(val);
            node.next = prev.next;
            prev.next = node;
            size++;
        }
    }
    // 删除链表头元素
    public void removeFirst() {
        if (head == null) {
            throw new NoSuchElementException("Cannot remove from empty list.");
        }
        head = head.next;
        size--;
    }
    // 删除链表尾元素
    public void removeLast() {
        if (head == null) {
            throw new NoSuchElementException("Cannot remove from empty list.");
        }
        if (size == 1) {
            head = null;
        } else {
            Node cur = head;
            while (cur.next.next != null) {
                cur = cur.next;
            }
            cur.next = null;
        }
        size--;
    }
    // 删除链表中间元素
    public void remove(int index) {
        if (index < 0 || index >= size) {
            throw new IllegalArgumentException("Index out of range.");
        }
        if (index == 0) {
            removeFirst();
        } else if (index == size - 1) {
            removeLast();
        } else {
            Node prev = head;
            for (int i = 0; i < index - 1; i++) {
                prev = prev.next;
            }
            prev.next = prev.next.next;
            size--;
        }
    }
    // 查找元素是否存在
    public boolean contains(int val) {
        Node cur = head;
        while (cur != null) {
            if (cur.val == val) {
                return true;
            }
            cur = cur.next;
        }
        return false;
    }
    // 获取链表某个位置的元素
    public int get(int index) {
        if (index < 0 || index >= size) {
            throw new IllegalArgumentException("Index out of range.");
        }
        Node cur = head;
        for (int i = 0; i < index; i++) {
            cur = cur.next;
        }
        return cur.val;
    }
    // 改变链表某个位置的元素
    public void set(int index, int val) {
        if (index < 0 || index >= size) {
            throw new IllegalArgumentException("Index out of range.");
        }
        Node cur = head;
        for (int i = 0; i < index; i++) {
            cur = cur.next;
        }
        cur.val = val;
    }
    // 打印链表
    public void printList() {
        Node cur = head;
        while (cur != null) {
            System.out.print(cur.val + " ");
            cur = cur.next;
        }
        System.out.println();
    }
}

我们实现了以下方法：

- getSize()：获取链表元素个数。
- isEmpty()：判断链表是否为空。
- addFirst(int val)：在链表头添加元素。
- addLast(int val)：在链表尾添加元素。
- add(int index, int val)：在链表中间添加元素。
- removeFirst()：删除链表头元素。
- removeLast()：删除链表尾元素。
- remove(int index)：删除链表中间元素。
- contains(int val)：查找元素是否存在。
- get(int index)：获取链表某个位置的元素。
- set(int index, int val)：改变链表某个位置的元素。
- printList()：打印链表中所有元素。

下面是一些具体的使用示例：

LinkedList list = new LinkedList();
list.addFirst(1);
list.addFirst(2);
list.addLast(3);
list.add(2, 4);
list.printList(); // 2 1 4 3
list.remove(1);
list.printList(); // 2 4 3
list.set(1, 5);
list.printList(); // 2 5 3
System.out.println(list.contains(5)); // true
System.out.println(list.get(1)); // 5

以上就是链表的Java实现，通过这个例子可以更好地理解链表的概念和使用方法。