LinkList详解
注：在学习LinkList之前可以先去看一下我的另一篇博客单链表的定义及其模拟实现——java https://editor.csdn.net/md/?articleId=130642627，有助于本博客的理解
ArrayList和LinkedList的区别
LinkList模拟实现
定义三个类：MyLinkList用于LinkList成员变量和成员方法的定义、Test用于测试、ListIndexOutException用于定义越界异常
ListIndexOutException类
public class ListIndexOutOfException extends RuntimeException {
public ListIndexOutOfException() {
}
}
MyLinkList类
public class MyLinkList {
static class ListNode {
public int val;
public ListNode prev;
public ListNode next;
public ListNode(int val) {
this.val = val;
}
}
//头结点
public ListNode head;
//尾结点
public ListNode last;
//头插法
public void addFirst(int data) {
ListNode node = new ListNode(data);
if (head == null) {
head = node;
last = node;
} else {
node.next = head;
head.prev = node;
head = node;
}
}
//尾插法
public void addLast(int data) {
ListNode node = new ListNode(data);
if (head == null) {
last = node;
head = node;
} else {
last.next = node;
node.prev = last;
last = last.next;
}
}
//返回某个下标的结点
public ListNode findIndex(int index) {
ListNode cur = head;
while (index != 0) {
cur = cur.next;
index--;
}
return cur;
}
//任意位置插入,第一个数据节点为0号下标
public void addIndex(int index, int data) {
if (index < 0 || index > this.size()) {
throw new ListIndexOutOfException();
}
if (index == 0) {
addFirst(data);
return;
}
if (index == size()) {
addLast(data);
return;
}
ListNode node = new ListNode(data);
ListNode cur = findIndex(index);
cur.prev.next = node;
node.prev = cur.prev;
node.next = cur;
cur.prev = node;
}
//查找是否包含关键字key是否在单链表当中
public boolean contains(int key) {
ListNode cur = this.head;
while (cur != null) {
if (cur.val == key) {
return true;
}
cur = cur.next;
}
return false;
}
//删除第一次出现关键字为key的节点
public void remove(int key) {
ListNode cur = head;
while (cur != null) {
if (cur.val == key) {
if (cur == head) {
head = head.next;
return;
}
cur.prev.next = cur.next;
if (cur == last) {
last = last.prev;
return;
}
cur.next.prev = cur.prev;
return;
}
cur = cur.next;
}
}
//删除所有值为key的节点
public void removeAllKey(int key) {
ListNode tmp = head;
while (tmp != null) {
remove(key);
tmp = tmp.next;
}
}
//得到单链表的长度
public int size() {
ListNode cur = this.head;
int length = 0;
while (cur != null) {
cur = cur.next;
length++;
}
return length;
}
//遍历打印
public void display() {
ListNode cur = this.head;
while (cur != null) {
System.out.print(cur.val + " ");
cur = cur.next;
}
System.out.println();
}
public void clear() {
ListNode cur = head;
while (cur != null) {
ListNode curNext = cur.next;
cur.prev = null;
cur.next = null;
cur = curNext;
}
head = null;
last = null;
}
}
Test类
public class Test {
public static void main(String[] args) {
//尾插法测试
MyLinkList myLinkList2 = new MyLinkList();
myLinkList2.addLast(1);
myLinkList2.addLast(2);
myLinkList2.addLast(3);
myLinkList2.addLast(4);
myLinkList2.display();
//头插法测试
MyLinkList myLinkList1 = new MyLinkList();
myLinkList1.addFirst(1);
myLinkList1.addFirst(2);
myLinkList1.addFirst(3);
myLinkList1.addFirst(4);
myLinkList1.display();
//addIndex测试
System.out.println("addIndex测试");
myLinkList1.addIndex(0, 5);
myLinkList1.display();
myLinkList1.addIndex(5, 0);
myLinkList1.display();
myLinkList1.addIndex(3, 99);
myLinkList1.display();
//remove测试
System.out.println("remove测试");
myLinkList1.remove(5);
myLinkList1.display();
myLinkList1.remove(0);
myLinkList1.display();
myLinkList1.remove(99);
myLinkList1.display();
//emoveAllKey测试
System.out.println("removeAllKey测试");
myLinkList1.addFirst(4);
myLinkList1.addLast(1);
myLinkList1.addIndex(1, 2);
myLinkList1.display();
myLinkList1.removeAllKey(4);
myLinkList1.display();
myLinkList1.removeAllKey(1);
myLinkList1.display();
myLinkList1.removeAllKey(2);
myLinkList1.display();
}
}
测试结果
java原生LinkedList详解
实际上在IDEA,JDK环境下的LinkList底层就是一个双向链表，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
原生的LinkedList的继承和实现接口如下
LinkedList的特点
- 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比较适合任意位置插入的场景
LinkList的使用
构造函数
public LinkedList() {
}
/**
* Constructs a list containing the elements of the specified
* collection, in the order they are returned by the collection's
* iterator.
*
* @param c the collection whose elements are to be placed into this list
* @throws NullPointerException if the specified collection is null
*/
public LinkedList(Collection<? extends E> c) {
this();
addAll(c);
}
无参构造函数没有什么需要说明的.
重点看public LinkedList(Collection<? extends E> c)这个有参的构造函数
先来解释一下这句代码 首先这个构造方法的形参整体的类型是一个Collection<? extends E>类型，形参名是c。Collection<? extends E>类型表明该类型必须是实现了Collection(可以理解为集合的意思)接口的一个类（换句话说就是这个类必须是一个集合），所以从下图中可以得知ArrayList、LinkedList、Vetor等都是可以的。
此外，<? extends E>表明这个集合里面的元素类型是一个泛型，比如是String、Integer、Float等，而且这个泛型是E类型或者E的子类都是可以的，比如可以为Integer,也可以是int。？是通配符。
而整个带参数的构造函数的作用就是将集合c中的所有？类型的元素复制一份作为新的LinkedList类型集合的元素
实例
import java.util.ArrayList;
import java.util.LinkedList;
public class main {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<String>();
arrayList.add("hello");
System.out.println(arrayList);
LinkedList<String> linkedList = new LinkedList<String>(arrayList);//arrList实现了Conection接口，并且泛型为String ，符合是String或者String子类的要求，而这个带参数的构造函数的作用就将arraylist里面的的元素内容全部复制到linkedList里面来，创建一个新的linkedList对象
linkedList.add("bai xian");
System.out.println(linkedList);
LinkedList<String> linkedList1 = new LinkedList<>(linkedList);
System.out.println(linkedList1);
}
}
public class main {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<String>();
arrayList.add("hello");
System.out.println(arrayList);
LinkedList<Integer> linkedList = new LinkedList<Integer>(arrayList);//这样就报错了。因为String不是Integer的子类
}
}
LinkedList的其他常用方法介绍
就不一一列举了，有兴趣的可以去看我的另一篇博客LinkList的模拟实现，那里面模拟实现了上述的所有方法。这里给个实例。
实例
public class main {
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,返回下标
System.out.println(list.lastIndexOf(1)); // lastIndexOf(elem): 从后往前找第一个1的位置。返回下标
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
LinkList遍历主要有三种方式，一种是用for—each遍历，一种最常见的用while循环遍历,还有一种使用跌迭代器遍历
实例
import java.util.ArrayList;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
import java.util.ListIterator;
public class main {
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();
}
}
至此LinkList的学习就告一段落了。
