链表（LinkedList）是Java集合框架中的一种常见数据结构，它是一种线性表，但并不会按线性的顺序存储数据，而是在每一个节点中存储下一个节点的地址。链表在Java中主要通过双向链表实现，即每个节点包含三个部分：节点的值、指向下一个节点的链接以及指向前一个节点的链接。

链表的结构

链表可以分为单向链表和双向链表：

• 单向链表：包含两个值，当前节点的值和一个指向下一个节点的链接。
• 双向链表：包含三个值，当前节点的值、指向下一个节点的链接以及指向前一个节点的链接。

在Java中，LinkedList类是链表结构的主要实现，它继承自AbstractSequentialList类，并实现了List接口、Deque接口和Cloneable、java.io.Serializable接口。每个节点通过内部类Node表示，Node包含三个成员：节点的值（item）、指向下一个节点的引用（next）和指向前一个节点的引用（prev）。

private static class Node<E> {
    E item;
    Node<E> next;
    Node<E> prev;
}

LinkedList的特点

• 高效的增删操作：由于链表节点在内存中不连续存储，因此在链表中进行元素的添加和删除操作效率较高，时间复杂度为O(1)（在头尾操作）或O(n)（在中间操作），但不需要像数组那样移动大量元素。
• 低效的查找操作：链表不支持通过下标快速访问元素，查找某个元素需要从头节点开始遍历，时间复杂度为O(n)。

LinkedList的常用方法

• 构造方法：
  • LinkedList()：构造一个空列表。
  • LinkedList(Collection<? extends E> c)：构造一个包含指定集合元素的列表。
• 添加元素：
  • add(E e)：将元素添加到链表末尾。
  • addFirst(E e)：将元素添加到链表开头。
  • addLast(E e)：将元素添加到链表末尾（与add(E e)相同）。
  • add(int index, E element)：在指定位置插入元素。
• 删除元素：
  • remove()：移除并返回第一个元素。
  • removeFirst()：移除并返回第一个元素。
  • removeLast()：移除并返回最后一个元素。
  • remove(Object o)：移除指定元素（如果存在）。
  • remove(int index)：移除指定位置的元素。
• 获取元素：
  • getFirst()：返回第一个元素。
  • getLast()：返回最后一个元素。
  • get(int index)：返回指定位置的元素。
• 其他方法：
  • size()：返回链表中元素的个数。
  • isEmpty()：检查链表是否为空。
  • contains(Object o)：检查链表中是否包含指定元素。

• 使用迭代器遍历LinkedList

Iterator<String> iterator = linkedList.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
    System.out.println(iterator.next());
}

• 使用增强for循环遍历LinkedList

for (String language : linkedList) {
    System.out.println(language);
}

• 使用poll方法

LinkedList<String> linkedList = new LinkedList<>();
linkedList.add("Java");
linkedList.add("Python");
linkedList.add("C++");
String first = linkedList.poll(); // 返回并移除"Java"
String last = linkedList.pollLast(); // 返回并移除"C++"

LinkedList的应用场景

• 频繁在列表开头、中间、末尾等位置进行添加和删除元素操作：由于链表在增删操作上的高效性，它适用于这种场景。
• 不需要快速访问列表中某个元素：如果主要操作是增删而非查找，链表是一个不错的选择。

示例代码

以下是一个简单的示例，展示了如何使用LinkedList类

 LinkedList<String> linkedList= new LinkedList<>();
        linkedList.add("Google");
        linkedList.add("Runoob");
        linkedList.add("Taobao");

        // 在头部添加元素
        linkedList.addFirst("Wiki");
        System.out.println(linkedList); // 输出: [Wiki, Google, Runoob, Taobao]

        // 在尾部添加元素
        linkedList.addLast("Weibo");
        System.out.println(linkedList); // 输出: [Wiki, Google, Runoob, Taobao, Weibo]

        // 移除头部元素
        linkedList.removeFirst();
        System.out.println(linkedList); // 输出: [Google, Runoob, Taobao, Weibo]

        // 移除尾部元素
        linkedList.removeLast();
        System.out.println(linkedList); // 输出: [Google, Runoob, Taobao]

        // 获取第一个元素
        String first = linkedList.getFirst();
        System.out.println("First element: " + first); // 输出: First element: Google

        // 获取最后一个元素
        String last = linkedList.getLast();
        System.out.println("Last element: " + last); // 输出: Last element: Taobao

通过上述内容，我们了解了Java集合框架中的链表（LinkedList）的基本概念、特点、常用方法以及应用场景。链表是一种非常灵活的数据结构，适用于频繁进行元素增删操作的场景。