数据结构篇-链表LinkedList

一.为什么要使用LinkedList

1.ArrayList有个明显的缺点，就是当容量接近满值的时候,需要进行扩容，扩容的过程还需要生成新的集合，把原来的数组数据拷贝到新的数组里，这就造成了极大的内存浪费。但是使用链表结构的LinkedList就不一样了，需要多少就申请多少

2.LinkedList因为采用双链表结构，增删效率大于ArrayList。

二.什么是链表数据结构

LinkedList 使用的是双向链表 每个元素你可以认为是一个节点，这个节点有三个属性，一个是元素，一个是上个节点的地址，一个是下个节点的地址。

补充：单链表就很好理解了，就是只有下个节点的地址，没有上个节点的地址

如图：直观感受双链表

看完上面的链表图就很容易发现为什么链表增删效率高了。

一：高效的增删

1.remove

remove()方法两个版本，一个是根据指定元素删除匹配相等的第一个元素remove(Object o),另一个是删除指定下标处的元素remove(int index)

看源码remove(Object o)是需要找到o对应的Node，remove(int index)只需要判断index是否存在，就可以直接删除，删除后其他所有元素位置不用发生改变，只需要修改上个Node和下个Node的数据即可。

2.add

add()方法也有两个版本，一个add(E e)，该方法在LinkedList的末尾插入元素，因为有last指向链表末尾，在末尾插入元素的花费是常数时间，只需简单修改几个相关引用即可；另外一个add(int index,E e),该方法是在指定下标出插入元素，需要通过线性查找找到具体位置，然后修改相关引用完成插入操作。

总结：不管是添加还是删除数据，都只需要修改相邻的数据前驱和后继即可，不需要改变其他数据，这就是链表增删的高效的原因。

二：低效的查找

链表的缺点就是查找的效率低于ArrayList ，无法向 ArrayList 那样随机访问指定位置的元素,LinkedList 查找过程要稍麻烦一些，需要从链表头结点（或尾节点）向后查找，时间复杂度为 O(N)查询效率相对ArrayList 低点，尤其是中间下标的数据要便利所有数据的1/2次。

三：LinkedList 队列特性

队列方法

add() 会在容量不够时抛出异常：IllegalStateException; offer()则不会,只返回false

element() 会在没元素时抛出异常：NoSuchElementException; peek()返回null;

remove() 会在没元素时抛出异常：NoSuchElementException; poll()返回null;

offer() 将指定的元素插入此队列（如果立即可行且不会违反容量限制），此方法通常要优于 add(E)

通常使用offer(),peek(),poll()方法进行操作，可以避免异常，符合队列的数据结构并且方便队列使用。

总结：

1.如果需求有频繁的增删数据使用LinkedList 

2.如果需要储存队列使用LinkedList ，LinkedList 获取第一个元素和最后一个元素效率高，元素使用完移除队列对效率高。（之前笔者做过直播软件，需要顺序播放用户赠送的礼物，使用LinkedList 储存礼物列表就是很不错的选择）