Java数据结构之LinkedList从链表到实现

 更新时间:2023年04月27日 11:17:08   作者:ZIYE_190  
LinkedList是Java中常用的数据结构之一,实现了链表的特性,支持快速添加、删除元素,可以用于实现队列、栈、双向队列等数据结构。LinkedList的内部实现采用了双向链表,其中每个节点都包含前驱节点和后继节点的引用,可以直接访问链表的头尾元素

1.ArrayList的缺陷

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E> implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
{
	// ...
	// 默认容量是10
	private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
	//...
	// 数组:用来存储元素
	transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access
	// 有效元素个数
	private int size;
	public ArrayList(int initialCapacity) {
		if (initialCapacity > 0) {
			this.elementData = new Object[initialCapacity];
		} else if (initialCapacity == 0) {
			this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
				} else {
						throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+initialCapacity);
				}
		} 
		// ...
}

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.LinkedList

LinkedList概念

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:

  • LinkedList实现了List接口
  • LinkedList的底层使用了双向链表
  • LinkedList没有实现RandomAccess接口,因此LinkedList不支持随机访问
  • 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)

LinkedList的使用

LinkedList的构造

方法解释
LinkedList()无参构造
public LinkedList(Collection<? extends E> c)使用其他集合容器中元素构造List
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("JavaSE");
	list2.add("JavaWeb");
	list2.add("JavaEE");
	// 使用ArrayList构造LinkedList
	List<String> list3 = new LinkedList<>(list2);
}

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<? extends E> 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
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elemSystem.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<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());
}

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();
}

3.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 。

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:

  • 单向或者双向
  • 带头或者不带头
  • 循环或者非循环

虽然有这么多的链表的结构,但是我们重点掌握两种:

  • 无头单向非循环链表:结构简单,一般不会单独用来存数据。实际中更多是作为其他数据结构的子结构,如哈希桶、图的邻接表等等。另外这种结构在笔试面试中出现很多。
  • 无头双向链表:在Java的集合框架库中LinkedList底层实现就是无头双向循环链表。

4.ArrayList和LinkedList的区别

不同点ArrayListLinkedList
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

到此这篇关于Java数据结构之LinkedList从链表到实现的文章就介绍到这了,更多相关Java LinkedList内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家!

相关文章

  • 基于java文本复制的7种方式总结

    基于java文本复制的7种方式总结

    下面小编就为大家分享一篇基于java文本复制的7种方式总结,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助。一起跟随小编过来看看吧
    2018-01-01
  • java简单实现多线程及线程池实例详解

    java简单实现多线程及线程池实例详解

    这篇文章主要为大家详细介绍了java简单实现多线程,及java爬虫使用线程池实例,具有一定的参考价值,感兴趣的小伙伴们可以参考一下
    2018-03-03
  • java环境变量path和classpath的配置

    java环境变量path和classpath的配置

    这篇文章主要为大家详细介绍了java系统环境变量path和classpath的配置过程,感兴趣的小伙伴们可以参考一下
    2016-07-07
  • spring boot使用自定义的线程池执行Async任务

    spring boot使用自定义的线程池执行Async任务

    这篇文章主要介绍了spring boot使用自定义的线程池执行Async任务的相关资料,需要的朋友可以参考下
    2018-02-02
  • springboot中redis正确的使用详解

    springboot中redis正确的使用详解

    本文主要介绍了springboot中redis正确的使用,文中通过示例代码介绍的非常详细,具有一定的参考价值,感兴趣的小伙伴们可以参考一下
    2022-04-04
  • Spring的InitializingBean接口解析

    Spring的InitializingBean接口解析

    这篇文章主要介绍了Spring的InitializingBean接口解析,InitializingBean是spring为bean的初始化提供了一种新的方式,里面只有一个方法afterPropertiesSet,作用就是实现这个接口或者实现了继承InitializingBean的方法的bean都要执行这个方法,需要的朋友可以参考下
    2024-02-02
  • Java使用SAX解析xml的示例

    Java使用SAX解析xml的示例

    这篇文章主要介绍了Java使用SAX解析xml的示例,帮助大家更好的理解和学习使用Java,感兴趣的朋友可以了解下
    2021-03-03
  • java使用文件流实现查看下载次数

    java使用文件流实现查看下载次数

    这篇文章主要为大家详细介绍了java使用文件流实现查看下载次数,具有一定的参考价值,感兴趣的小伙伴们可以参考一下
    2018-07-07
  • java实现简单猜拳小游戏

    java实现简单猜拳小游戏

    这篇文章主要为大家详细介绍了java实现简单猜拳小游戏,文中示例代码介绍的非常详细,具有一定的参考价值,感兴趣的小伙伴们可以参考一下
    2021-11-11
  • Spring Boot项目中使用OpenAI-Java的示例详解

    Spring Boot项目中使用OpenAI-Java的示例详解

    Spring Boot是由Pivotal团队提供的全新框架,其设计目的是用来简化新Spring应用的初始搭建以及开发过程,这篇文章主要介绍了Spring Boot项目中使用OpenAI-Java的示例详解,需要的朋友可以参考下
    2023-04-04

最新评论