【JavaDS】浅谈集合LinkedList的使用

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一. 什么是LinkedList?

LinkedList的底层是双向链表结构，由于链表没有将元素存储在连续的空间中，元素存储在单独的节点中，然后通过引用将节点连接起来了，因此在在任意位置插入或者删除元素时，不需要搬移元素，效率比较高。

在集合框架中，LinkedList也实现了List接口，具体如下：

【说明】

1. LinkedList实现了List接口
2. LinkedList的底层使用了双向链表
3. LinkedList没有实现RandomAccess接口，因此LinkedList不支持随机访问
4. LinkedList的任意位置插入和删除元素时效率比较高，时间复杂度为O(1)

二. LinkedList的使用

1. 构造方法

方法	解释
LinkedList()	无参构造 , 创建一个新的空linkedList
LinkedList(Collection<? extends E> c)	一个其他集合容器中元素构造List

代码示例:

public static void main(String[] args) {
        // 构造一个空的LinkedList
        List<Integer> list1 = new LinkedList<>();
        List<String> list2 = new java.util.ArrayList<>();
        list2.add("张三");
        list2.add("李四");
        list2.add("王五");
        // 使用ArrayList构造LinkedList
        List<String> list3 = new LinkedList<>(list2);
    }

2. 常用方法

方法	解释
boolean add(E e)	尾插 e
void add(int index, E element)	将 e 插入到 index 位置
boolean addAll(Collection<? extends E> c)	尾插 c 中的元素
boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c)	将 c 中的元素添加到指定位置
E remove(int index)	删除 index 位置元素
boolean remove(Object o)	删除遇到的第一个 o
E remove()	删除第一个元素
E removeFirst()	删除第一个元素
E removeLast()	删除最后一个元素
E get(int index)	获取下标 index 位置元素
E set(int index, E element)	将下标 index 位置元素设置为 element
void clear()	清空
boolean contains(Object o)	判断 o 是否在线性表中
int indexOf(Object o)	返回第一个 o 所在下标
int lastIndexOf(Object o)	返回最后一个 o 的下标
List subList(int fromIndex, int toIndex)	截取部分 list
int size()	返回链表元素个数

代码示例:

public static void main(String[] args) {
        LinkedList<Integer> list = new LinkedList<>();
        list.add(1); // add(elem): 表示尾插
        list.add(2);
        list.add(3);
        list.add(4);
        list.add(5);
        list.add(6);
        list.add(7);
        System.out.println(list.size());
        System.out.println(list);

        // 在起始位置插入0
        list.add(0, 0); // add(index, elem): 在index位置插入元素elem
        System.out.println(list);

        list.remove(); // remove(): 删除第一个元素，内部调用的是removeFirst()
        list.removeFirst(); // removeFirst(): 删除第一个元素
        list.removeLast(); // removeLast(): 删除最后元素
        list.remove(1); // remove(index): 删除index位置的元素
        System.out.println(list);

        // contains(elem): 检测elem元素是否存在，如果存在返回true，否则返回false
        if(!list.contains(1)){
            list.add(0, 1);
        }
        list.add(1);
        System.out.println(list);

        System.out.println(list.indexOf(1)); // indexOf(elem): 从前往后找到第一个elem的位置
        System.out.println(list.lastIndexOf(1)); // lastIndexOf(elem): 从后往前找第一个1的位置

        int elem = list.get(0); // get(index): 获取指定位置元素
        System.out.println(elem);

        list.set(0, 100); // set(index, elem): 将index位置的元素设置为elem
        System.out.println(list);

        // subList(from, to): 用list中[from, to)之间的元素构造一个新的LinkedList返回
        List<Integer> copy = list.subList(0, 3);
        System.out.println(list);
        System.out.println(copy);

        list.clear(); // 将list中元素清空
        System.out.println(list.size());
    }

执行结果:

3. LinkedList的遍历

• 通过for循环或者foreach遍历

public static void main(String[] args) {
        LinkedList<Integer> list = new LinkedList<>();
        list.add(1); // add(elem): 表示尾插
        list.add(2);
        list.add(3);
        list.add(4);
        list.add(5);
        list.add(6);
        list.add(7);
        //通过for循环遍历
        int size = list.size();
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            System.out.print(list.get(i)+" ");
        }
        System.out.println();
        //通过foreach遍历
        for (int e:list) {
            System.out.print(e + " ");
        }
        System.out.println();
    }

• 通过迭代器遍历

public static void main(String[] args) {
        LinkedList<Integer> list = new LinkedList<>();
        list.add(1); // add(elem): 表示尾插
        list.add(2);
        list.add(3);
        list.add(4);
        list.add(5);
        list.add(6);
        list.add(7);

        // 使用迭代器遍历---正向遍历
        ListIterator<Integer> it = list.listIterator();
        while(it.hasNext()){
            System.out.print(it.next()+ " ");
        }
        System.out.println();
        // 此时迭代器指向的是链表最后一个元素后面的位置
        // 此时不能再去正向遍历, 因为后面已经没有元素了, 只能去反向遍历
        // 使用反向迭代器---反向遍历
        ListIterator<Integer> rit = list.listIterator(list.size());
        while (rit.hasPrevious()){
            System.out.print(rit.previous() +" ");
        }
        System.out.println();
    }

三. ArrayList和LinkedList的区别

不同点	ArrayList	LinkedList
存储空间上	物理上一定连续	逻辑上连续 , 但物理上不一定连续
随机访问	支持 : 时O(1)	不支持 : 时O(N)
插入/删除	需要搬移元素 , 效率低 , 时O(N)	只需要修改引用的指向 , 时O(1)
插入	空间不够时需要扩容	没有容量的概念
应用场景	有限元素个数高效存储+频繁访问	任意位置插入和删除频繁