java LinkedList （详解）

Java 链表（LinkedList）

一、链表简介

1、链表 (Linked List) 是一种常见的基础数据结构，是一种线性表，但是链表不会按线性表的顺序存储数据，而是每个节点里存到下一个节点的地址

2、它是一个队列，可以当双端队列来使用

3、它是一个集合，可以根据索引随机访问集合中的元素，还实现了Deque接口

4、LinedList是一个List集合，它的实现方式和ArrayList是完全不同的，ArrayList的底层是通过一个动态的Object[]数组实现的，而LinkedList的底层是通过链表来实现的，因此它的随机访问速度是比较差的，但是它的删除，插入操作很快。

5、LinkedList是基于双向循环链表实现的，除了可以当作链表操作外，它还可以当作栈、队列和双端队列来使用。

6、LinkedList同样是非线程安全的，只在单线程下适合使用。

链表可以分为单向链表、双向链表及循环链表。

单向链表

一个单向链表包含两个值：当前节点的值和一个指向下一个节点的链接。

双向链表

一个双向链表有三个值：数值、向前节点链接、向后节点链接。

循环链表

头节点和尾节点被连接在一起的链表称为循环链表，这种方式在单向和双向链表中皆可实现。循环链表中第一个节点之前就是最后一个节点，反之亦然。

LinkedList（链表）类似于ArrayList，是一种常用的数据容器。

与 ArrayList 相比，LinkedList 的增加和删除的操作效率更高，而查找和修改的操作效率较低。

以下情况使用 ArrayList :

• 频繁访问列表中的某一个元素。
• 只需要在列表末尾进行添加和删除元素操作。

以下情况使用 LinkedList :

• 你需要通过循环迭代来访问列表中的某些元素。
• 需要频繁的在列表开头、中间、末尾等位置进行添加和删除元素操作。

二、LinkedList类

• LinkedList 是一个继承于AbstractSequentialList的双向链表。它也可以被当作堆栈、队列或双端队列进行操作。
• LinkedList 实现 List 接口，能进行列表的相关操作。
• LinkedList 实现了 Queue 接口，可作为队列使用。
• LinkedList 实现 Deque 接口，即能将LinkedList当作双端队列使用。
• LinkedList 实现了Cloneable接口，即覆盖了函数clone()，能克隆。
• LinkedList 实现java.io.Serializable接口，这意味着LinkedList支持序列化，能通过序列化去传输。
• LinkedList 是非同步的。

LinkedList 类位于 java.util 包中，使用前需要引入它，语法格式如下：

1 // 引入 LinkedList 类
2 import java.util.LinkedList;
3
4 LinkedList<E> list = new LinkedList<E>();   // 普通创建方法
5 或者
6 LinkedList<E> list = new LinkedList(Collection<? extends E> c); // 使用集合创建链表

三、常用的方法

public boolean add(E e)	链表末尾添加元素，返回是否成功，成功为 true，失败为 false。
public void add(int index, E element)	向指定位置插入元素。
public boolean addAll(Collection c)	将一个集合的所有元素添加到链表后面，返回是否成功，成功为 true，失败为 false。
public boolean addAll(int index, Collection c)	将一个集合的所有元素添加到链表的指定位置后面，返回是否成功，成功为 true，失败为 false。
public void addFirst(E e)	元素添加到头部。
public void addLast(E e)	元素添加到尾部。
public boolean offer(E e)	向链表末尾添加元素，返回是否成功，成功为 true，失败为 false。
public boolean offerFirst(E e)	头部插入元素，返回是否成功，成功为 true，失败为 false。
public boolean offerLast(E e)	尾部插入元素，返回是否成功，成功为 true，失败为 false。
public void clear()	清空链表。
public E removeFirst()	删除并返回第一个元素。
public E removeLast()	删除并返回最后一个元素。
public boolean remove(Object o)	删除某一元素，返回是否成功，成功为 true，失败为 false。
public E remove(int index)	删除指定位置的元素。
public E poll()	删除并返回第一个元素。
public E remove()	删除并返回第一个元素。
public boolean contains(Object o)	判断是否含有某一元素。
public E get(int index)	返回指定位置的元素。
public E getFirst()	返回第一个元素。
public E getLast()	返回最后一个元素。
public int indexOf(Object o)	查找指定元素从前往后第一次出现的索引。
public int lastIndexOf(Object o)	查找指定元素最后一次出现的索引。
public E peek()	返回第一个元素。
public E element()	返回第一个元素。
public E peekFirst()	返回头部元素。
public E peekLast()	返回尾部元素。
public E set(int index, E element)	设置指定位置的元素。
public Object clone()	克隆该列表。
public Iterator descendingIterator()	返回倒序迭代器。
public int size()	返回链表元素个数。
public ListIterator listIterator(int index)	返回从指定位置开始到末尾的迭代器。
public Object[] toArray()	返回一个由链表元素组成的数组。
public T[] toArray(T[] a)	返回一个由链表元素转换类型而成的数组。

四、代码示例

常用方法演示：

 1 import java.util.LinkedList;
 2
 3 public class LinkedListTest {
 4     public static void main(String[] args) {
 5         //引入LinkedList类
 6         LinkedList<String> lList = new LinkedList<String>();
 7
 8         //添加元素
 9         lList.add("hello");
10         lList.add("world");
11         lList.add("java");
12         lList.add("LinkedList");
13
14         //链表元素个数
15         System.out.println(lList.size());
16         //getFirst()方法获取头部元素
17         System.out.println(lList.getFirst()); //hello
18         //addFirst() 在头部添加元素
19         lList.addFirst("the");  //[the, hello, world, java, LinkedList]
20         System.out.println(lList);
21         //addLast() 在尾部添加元素
22         lList.addLast("ArrayList"); //[the, hello, world, java, LinkedList, ArrayList]
23         System.out.println(lList);
24         // removeFirst() 移除头部元素
25         lList.removeFirst();  // [hello, world, java, LinkedList, ArrayList]
26         // set(int index, E element) 指定元素替换指定位置的元素
27         lList.set(1,"the"); //[hello, the, java, LinkedList, ArrayList]
28         System.out.println(lList);
29         // add( int index,E element) 指定位置插入元素
30         lList.add(2,"world"); //[hello, the, world, java, LinkedList, ArrayList]
31         System.out.println(lList);
32         // for-each 迭代元素
33         System.out.println("for-each 迭代元素:");
34         for (String s : lList){
35             System.out.println(s);
36         }
37     }
38 }

结果：