牛客网Java刷题知识点之数组、链表、哈希表、 红黑二叉树

　　不多说，直接上干货！

　　首先来说一个非常形象的例子，来说明下数组和链表。

　　上体育课的时候，老师说：你们站一队，每个人记住自己是第几个，我喊到几，那个人就举手，这就是数组。
　　老师说，你们每个人记住自己前面的人和后面的人，然后老师只知道第一人是谁。 然后你们各自由活动，老师要找某一个人，是不是每次都是从第一个开始往自己身后的人开始传达？这就是链表。
　　老师说： 大家1，2，3，4报数，凡是报1，为1队，凡是报2的为2队.......  这就是散列（哈希）。而这个4就相当于预定义好的桶的个数。

程序中，存放指定的数据最常用的数据结构有两种：数组和链表。

数组和链表的区别：
　　1、  数组是将元素在内存中连续存放。
　　       链表中的元素在内存中不是顺序存储的，而是通过存在元素中的指针联系到一起。
　　2、  数组必须事先定义固定的长度，不能适应数据动态的增减的情况。当数据增加时，可能超出原先定义的元素个数；当数据减少时，造成内存浪费；
　　　　链表动态地进行存储分配，可以适应数据动态地增减的情况。
　　3、（静态）数组从栈中分配空间，对于程序员方便快速，但是自由度小；
　　　　链表从堆中分配空间，自由度大但是申请管理比较麻烦。

数组和链表在存储数据方面到底谁好？根据数组和链表的特性，分两种情况讨论：
　　1、当进行数据查询时，数组可以直接通过下标迅速访问数组中的元素。
　　      而链表则需要从第一个元素开始一直找到需要的元素位置，
　　      显然，数组的查询效率会比链表的高。

　　2、当进行增加或删除元素时，在数组中增加一个元素，需要移动大量元素，在内存中空出一个元素的空间，然后将要增加的元素放在其中。

同样，如果想删除一个元素，需要移动大量去填掉被移动的元素，而链表只需改动元素中的指针即可实现增加或删除元素。

　　那么哈希表，是既能具备数组的快速查询的优点，又能融合链表方便快捷的增加删除元素的优势。
　　所谓的hash，简单的说就是散列，即将输入的数据通过hash函数得到一个key值，输入的数据存储到数组中下标的key值的数组单元中去。　

　　Java中数据存储方式最底层的两种结构，一种是数组，另一种就是链表。

　　数组的特点：连续空间，寻址迅速，但是在删除或者添加元素的时候需要有较大幅度的移动，所以查询速度快，增删较慢。

　　而链表正好相反，由于空间不连续，寻址困难，增删元素只需修改指针，所以查询慢、增删快。

　　有没有一种数据结构来综合一下数组和链表，以便发挥他们各自的优势？答案是肯定的！就是：哈希表。

　　哈希表具有较快（常量级）的查询速度，及相对较快的增删速度，所以很适合在海量数据的环境中使用。一般实现哈希表的方法采用“拉链法”，我们可以理解为“链表的数组”，如下图：

　　哈希表。如拿HashMap来说。

　　从上图中，我们可以发现哈希表是由数组  +   链表组成的，一个长度为16的数组中，每个元素存储的是一个链表的头结点。那么这些元素是按照什么样的规则存储到数组中呢。一般情况是通过hash(key)%len获得，也就是元素的key的哈希值对数组长度取模得到。比如上述哈希表中，12%16=12，28%16=12，108%16=12，140%16=12。所以12、28、108以及140都存储在数组下标为12的位置。它的内部其实是用一个Entity数组来实现的，属性有key、value、next。