今天小编给大家分享一下Java数据结构之LinkedList从链表到实现的方法是什么的相关知识点,内容详细,逻辑清晰,相信大部分人都还太了解这方面的知识,所以分享这篇文章给大家参考一下,希望大家阅读完这篇文章后有所收获,下面我们一起来了解一下吧。
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 | 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 |