java中LinkedList与链表

LinkedList与链表

1.ArrayList当中的缺陷

ArrayList由于其底层是一段连续空间，当在ArrayList任意位置插入或者删除元素时，就需要将后序元素整体往前或者往后搬移，时间复杂度为O(n)，效率比较低，因此ArrayList不适合做任意位置插入和删除比较多的场景。因此：java
集合中又引入了LinkedList，即链表结构。

2.链表结构

2.1链表的概念及结构

链表是一种物理存储结构上非连续存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表当中的引用链接次序实现的。

注意
1.从上图可看出，链式结构在逻辑上是连续的，但在物理上是不连续的
2.现实中的结点一般都是从堆上申请出来的
3，从堆上申请空间，是按一定策略来分配的，两次申请的空间可能是连续，也可能不连续

实际中的链表的结构非常多样，以下情况组合起来就有8种链表结构。
1.单向或者双向

2.带头或者不带头

3.循环或者不循环

3.LinkedList的使用

3.1什么是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)

3.2LinkedList的使用

1. LinkedList的构造

方法	解释
LinkedList()	无参构造
public LinkedList(Collection c)	使用其他集合容器中元素构造List

2. LinkedList的其他常用方法介绍

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 c)	尾插 c 中的元素
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 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

3. LinkedList的遍历

    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);
        System.out.println(list.size());
        // foreach遍历 
        for (int e : list) {
            System.out.print(e + " ");
        }
        System.out.println();
        // 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(); 
        // 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();

4.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O(1)	不支持：O(N)
头插	需要搬移元素，效率低O(N)	只需修改引用的指向，时间复杂度为O(1）
插入	空间不够时需要扩容	没有容量的概念
应用场景	元素高效存储+频繁访问	任意位置插入和删除频繁