数据结构—LinkedList与链表

目录

一、链表

1. 链表的概念及结构

1. 单向或者双向

2. 带头或者不带头

3. 循环或者非循环

二.LinkedList的使用

 1.LinkedList概念及结构

2. LinkedList的构造

3. LinkedList的方法

三. ArrayList和LinkedList的区别


 

一、链表

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中的 引用链接次序实现的
 
 
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data表示数据;

next表示指针,它总是指向自身的下一个结点,对于只有一个结点的存在,这个next指针则永远指向自身,对于一个链表的尾部结点,next永远指向开头。 

数据结构—LinkedList与链表_第1张图片

 

注意:
  1. 从上图可看出,链式结构在逻辑上是连续的,但是在物理上不一定连续
  2. 现实中的结点一般都是从堆上申请出来的
  3. 从堆上申请的空间,是按照一定的策略来分配的,两次申请的空间可能连续,也可能不连续
 
 
实际中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

 
数据结构—LinkedList与链表_第2张图片
 

2. 带头或者不带头

 
数据结构—LinkedList与链表_第3张图片
 

3. 循环或者非循环

 
                 数据结构—LinkedList与链表_第4张图片
 

二.LinkedList的使用

 1.LinkedList概念及结构

         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。

数据结构—LinkedList与链表_第5张图片

        在集合框架中,LinkedList也实现了List接口
【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)

5. LinkedList比较适合任意位置插入的场景

2. LinkedList的构造

        数据结构—LinkedList与链表_第6张图片

代码:

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

3. LinkedList的方法

数据结构—LinkedList与链表_第7张图片

代码: 

public static void main(String[] args) {
    LinkedList 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
    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 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());
}

三. ArrayList和LinkedList的区别

        由于 ArrayList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, LinkedList 适合做任意位置插入和删除比较多的场景
 
 

数据结构—LinkedList与链表_第8张图片

 

 

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