概要
线性表是一种线性结构，它是具有相同类型的n(n≥0)个数据元素组成的有限序列。本章先介绍线性表的几个基本组成部分：数组、单向链表、双向链表；随后给出双向链表的C、C++和Java三种语言的实现。内容包括：
出处：http://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3561803.html
数组
数组有上界和下界，数组的元素在上下界内是连续的。
存储10,20,30,40,50的数组的示意图如下：
数组的特点是：数据是连续的；随机访问速度快。
数组中稍微复杂一点的是多维数组和动态数组。对于C语言而言，多维数组本质上也是通过一维数组实现的。至于动态数组，是指数组的容量能动态增长的数组；对于C语言而言，若要提供动态数组，需要手动实现；而对于C++而言，STL提供了Vector；对于Java而言，Collection集合中提供了ArrayList和Vector。
单向链表
单向链表(单链表)是链表的一种，它由节点组成，每个节点都包含下一个节点的指针。
单链表的示意图如下：
表头为空，表头的后继节点是"节点10"(数据为10的节点)，"节点10"的后继节点是"节点20"(数据为10的节点)，...
单链表删除节点
删除"节点30"
删除之前："节点20" 的后继节点为"节点30"，而"节点30" 的后继节点为"节点40"。
删除之后："节点20" 的后继节点为"节点40"。
单链表添加节点
在"节点10"与"节点20"之间添加"节点15"
添加之前："节点10" 的后继节点为"节点20"。
添加之后："节点10" 的后继节点为"节点15"，而"节点15" 的后继节点为"节点20"。
单链表的特点是：节点的链接方向是单向的；相对于数组来说，单链表的的随机访问速度较慢，但是单链表删除/添加数据的效率很高。
双向链表
双向链表(双链表)是链表的一种。和单链表一样，双链表也是由节点组成，它的每个数据结点中都有两个指针，分别指向直接后继和直接前驱。所以，从双向链表中的任意一个结点开始，都可以很方便地访问它的前驱结点和后继结点。一般我们都构造双向循环链表。
双链表的示意图如下：
表头为空，表头的后继节点为"节点10"(数据为10的节点)；"节点10"的后继节点是"节点20"(数据为10的节点)，"节点20"的前继节点是"节点10"；"节点20"的后继节点是"节点30"，"节点30"的前继节点是"节点20"；...；末尾节点的后继节点是表头。
双链表删除节点
删除"节点30"
删除之前："节点20"的后继节点为"节点30"，"节点30" 的前继节点为"节点20"。"节点30"的后继节点为"节点40"，"节点40" 的前继节点为"节点30"。
删除之后："节点20"的后继节点为"节点40"，"节点40" 的前继节点为"节点20"。
双链表添加节点
在"节点10"与"节点20"之间添加"节点15"
添加之前："节点10"的后继节点为"节点20"，"节点20" 的前继节点为"节点10"。
添加之后："节点10"的后继节点为"节点15"，"节点15" 的前继节点为"节点10"。"节点15"的后继节点为"节点20"，"节点20" 的前继节点为"节点15"。
下面介绍双链表的实现，介绍Java实现
双链表类(DoubleLink.java)
/** * Java 实现的双向链表。 * 注：java自带的集合包中有实现双向链表，路径是:java.util.LinkedList * * @author skywang * @date 2013/11/07 */ public class DoubleLink<T> { // 表头 private DNode<T> mHead; // 节点个数 private int mCount; // 双向链表“节点”对应的结构体 private class DNode<T> { public DNode prev; public DNode next; public T value; public DNode(T value, DNode prev, DNode next) { this.value = value; this.prev = prev; this.next = next; } } // 构造函数 public DoubleLink() { // 创建“表头”。注意：表头没有存储数据！ mHead = new DNode<T>(null, null, null); mHead.prev = mHead.next = mHead; // 初始化“节点个数”为0 mCount = 0; } // 返回节点数目 public int size() { return mCount; } // 返回链表是否为空 public boolean isEmpty() { return mCount==0; } // 获取第index位置的节点 private DNode<T> getNode(int index) { if (index<0 || index>=mCount) throw new IndexOutOfBoundsException(); // 正向查找 if (index <= mCount/2) { DNode<T> node = mHead.next; for (int i=0; i<index; i++) node = node.next; return node; } // 反向查找 DNode<T> rnode = mHead.prev; int rindex = mCount - index -1; for (int j=0; j<rindex; j++) rnode = rnode.prev; return rnode; } // 获取第index位置的节点的值 public T get(int index) { return getNode(index).value; } // 获取第1个节点的值 public T getFirst() { return getNode(0).value; } // 获取最后一个节点的值 public T getLast() { return getNode(mCount-1).value; } // 将节点插入到第index位置之前 public void insert(int index, T t) { if (index==0) { DNode<T> node = new DNode<T>(t, mHead, mHead.next); mHead.next.prev = node; mHead.next = node; mCount++; return ; } DNode<T> inode = getNode(index); DNode<T> tnode = new DNode<T>(t, inode.prev, inode); inode.prev.next = tnode; inode.next = tnode; mCount++; return ; } // 将节点插入第一个节点处。 public void insertFirst(T t) { insert(0, t); } // 将节点追加到链表的末尾 public void appendLast(T t) { DNode<T> node = new DNode<T>(t, mHead.prev, mHead); mHead.prev.next = node; mHead.prev = node; mCount++; } // 删除index位置的节点 public void del(int index) { DNode<T> inode = getNode(index); inode.prev.next = inode.next; inode.next.prev = inode.prev; inode = null; mCount--; } // 删除第一个节点 public void deleteFirst() { del(0); } // 删除最后一个节点 public void deleteLast() { del(mCount-1); } }
ArrayList、Vector、LinkedList 区别与联系：
看图：
如上图所示：
ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构，LinkedList基于双线链表的数据结构。
ArrayList可以随机定位对于新增和删除操作add和remove，LinedList比较占优势
具有Collection接口必备的iterator()方法外，List还提供一个listIterator()方法ListIterator多了一些add()之类的方法，允许添加，删除，设定元素，还能向前或向后遍历。
Vector与ArrayList唯一的区别是，Vector是线程安全的，即它的大部分方法都包含有关键字synchronized，因此，若对于单一线程的应用来说，最好使用ArrayList代替Vector，因为这样效率会快很多（类似的情况有StringBuffer线程安全的与StringBuilder线程不安全的）；而在多线程程序中，为了保证数据的同步和一致性，可以使用Vector代替ArrayList实现同样的功能。
主要区别：
1、ArrayList、Vector、LinkedList类都是java.util包中，均为可伸缩数组。
2、ArrayList和Vector底层都是数组实现的，所以，索引/查询数据快，删除、插入数据慢。
ArrayList采用异步的方式，性能好，属于非线程安全的操作类。（JDK1.2）
Vector采用同步的方式，性能较低，属于线程安全的操作类。（JDK1.0）
3、LinkedList底层是链表实现，所以，索引慢，删除、插入快，属于非线程安全的操作类。
Hashmap 原理
参考： https://blog.csdn.net/qa962839575/article/details/44889553
在java编程语言中，最基本的结构就是两种，一个是数组，另外一个是模拟指针（引用），所有的数据结构都可以用这两个基本结构来构造的，hashmap也不例外。Hashmap实际上是一个数组和链表的结合体（在数据结构中，一般称之为“链表散列“），请看下图
从图中我们可以看到一个hashmap就是一个数组结构，当新建一个hashmap的时候，就会初始化一个数组。
/** * The table, resized as necessary. Length MUST Always be a power of two. * FIXME 这里需要注意这句话，至于原因后面会讲到 */ transient Entry[] table; static class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> { final K key; V value; final int hash; Entry<K,V> next; .......... }
Entry就是数组中的元素，它持有一个指向下一个元素的引用，这就构成了链表。
当我们往hashmap中put元素的时候，先根据key的hash值得到这个元素在数组中的位置（即下标），然后就可以把这个元素放到对应的位置中了。如果这个元素所在的位子上已经存放有其他元素了，那么在同一个位子上的元素将以链表的形式存放，新加入的放在链头，最先加入的放在链尾。从hashmap中get元素时，首先计算key的hashcode，找到数组中对应位置的某一元素，然后通过key的equals方法在对应位置的链表中找到需要的元素。从这里我们可以想象得到，如果每个位置上的链表只有一个元素，那么hashmap的get效率将是最高的，
static int indexFor(int h, int length) { return h & (length-1); }
首先算得key得hashcode值，然后跟数组的长度-1做一次“与”运算（&）。看上去很简单，其实比较有玄机。比如数组的长度是2的4次方，那么hashcode就会和2的4次方-1做“与”运算。很多人都有这个疑问，为什么hashmap的数组初始化大小都是2的次方大小时，hashmap的效率最高
初始容量与负载因子
参考： https://www.cnblogs.com/haifeng1990/p/6262417.html
HashMap有两个参数影响性能，初始容量和负载因子。容量是哈希表中 桶 的数量，初始容量只是哈希表在创建时的容量，负载因子是哈希表在其容量自动增加之前可以达到多满的一种尺度。当哈希表中条目数超出了负载因子与当前容量的乘积时，则要对该Hash表进行rehash操作（即重建内部数据结构），重建时以当前容量的两倍数目新建。可以通过构造器设置初始容量与负载因子，默认初始容量是16个条目，最大容量是2^30次方个条目，默认负载因子是0.75
桶 就像一个存水的水桶，它默认的初始存水容量是16个单位的水，默认在灌水灌到16*0.75时，在下次添加数据时会先扩充容量，扩充到32单位。0.75就是负载因子，初始容量与负载因子可以通过创建水桶的时候进行设置。水桶最大的容量是2的30次方个单位的水。当初始容量设置的数量大于最大容量时，以最大容量为准。当扩展时如果大于等于最大容量时则直接返回。