【数据结构】你该在什么情况下使用 LindedList

什么是 Java 的 LinkedList？

LinkedList 是 Java 集合框架中的一个类，位于 java.util 包中。它实现了 List 接口，并且是一个双向链表结构，可以高效地进行插入和删除操作。

主要特点

双向链表：每个节点包含指向前一个节点和后一个节点的引用。

动态大小：链表的长度可以根据需要动态变化。

非同步：LinkedList 不是线程安全的，如果多个线程同时访问一个 LinkedList 实例，需要手动进行同步处理。

构造方法

LinkedList 提供了两个主要构造方法：

默认构造方法：

LinkedList<E> list = new LinkedList<>();

带集合参数的构造方法：

LinkedList<E> list = new LinkedList<>(Collection<? extends E> c);

主要方法

添加元素：
- add(E e): 在列表末尾添加元素。
- addFirst(E e): 在列表开头添加元素。
- addLast(E e): 在列表末尾添加元素（等同于 add(E e)）。
- add(int index, E element): 在指定位置添加元素。
```
list.add("element");
list.addFirst("firstElement");
list.addLast("lastElement");
list.add(1, "secondElement");
```
获取元素：
- get(int index): 获取指定位置的元素。
- getFirst(): 获取第一个元素。
- getLast(): 获取最后一个元素。
```
String firstElement = list.getFirst();
String lastElement = list.getLast();
String secondElement = list.get(1);
```
删除元素：
- remove(): 删除并返回第一个元素。
- removeFirst(): 删除并返回第一个元素（等同于 remove()）。
- removeLast(): 删除并返回最后一个元素。
- remove(int index): 删除并返回指定位置的元素。
```
list.remove();
list.removeFirst();
list.removeLast();
list.remove(1);
```
其他方法：
- size(): 返回链表的元素个数。
- clear(): 清空链表。
- contains(Object o): 判断链表是否包含指定元素。
- isEmpty(): 判断链表是否为空。
- toArray(): 将链表转换为数组。
```
int size = list.size();
list.clear();
boolean containsElement = list.contains("element");
boolean isEmpty = list.isEmpty();
Object[] array = list.toArray();
```

优点：

动态大小，可以高效地进行插入和删除操作。
实现了双向链表，可以双向遍历。

缺点：

由于节点存储了指向前后节点的引用，内存开销较大。
不能随机访问，需要遍历来找到指定位置的元素，时间复杂度为 O(n)。

使用场景

需要频繁插入和删除操作：例如实现队列和栈。
需要动态调整大小：链表可以根据需要动态增加或减少大小。
需要双向遍历：例如实现双向迭代器。

示例代码

下面是一个简单的示例，展示了如何使用 LinkedList：

import java.util.LinkedList;public class LinkedListExample {public static void main(String[] args) {LinkedList<String> list = new LinkedList<>();// 添加元素list.add("Apple");list.add("Banana");list.addFirst("Orange");list.addLast("Grapes");// 获取元素System.out.println("First Element: " + list.getFirst());System.out.println("Last Element: " + list.getLast());// 删除元素list.removeFirst();list.removeLast();// 遍历链表for (String element : list) {System.out.println("Element: " + element);}}
}