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📚本系列文章为个人学习笔记，在这里撰写成文一为巩固知识，二为展示我的学习过程及理解。文笔、排版拙劣，望见谅。

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前言

LinkedList是无头双向非循环链表
学习链表的知识一定要 结合图，多画图，才能深刻理解

一、什么是LinkedList？

LinkedList官方文档

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】

1. LinkedList实现了List接口
2. LinkedList的底层使用了双向链表
3. LinkedList没有实现RandomAccess接口，因此LinkedList不支持随机访问
4. 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)
5. LinkedList比较适合任意位置插入的场景

二、LinkedList的使用

1.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

代码如下（示例）：

public static void main(String[] args) {
// 构造一个空的LinkedListList<Integer> list1 = new LinkedList<>();List<String> list2 = new ArrayList<>();list2.add("JavaSE");list2.add("JavaWeb");list2.add("JavaEE");
// 使用ArrayList构造LinkedListList<String> list3 = new LinkedList<>(list2);System.out.println(list3);}

2.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

代码如下（示例）：

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0list.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falseif (!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());
}

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3. LinkedList的遍历

代码如下（示例）：

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();
}

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三、自己简单实现LinkedList

1.接口

代码如下（示例）：

public interface IList {//无头单向非循环链表实现//头插法void addFirst(int data);//尾插法void addLast(int data);//任意位置插入,第一个数据节点为0号下标void addIndex(int index, int data);//查找是否包含关键字key是否在单链表当中boolean contains(int key);//删除第一次出现关键字为key的节点void remove(int key);//删除所有值为key的节点void removeAllKey(int key);//得到单链表的长度int size();void clear();void display();
}

2.MyLinkedList类

代码如下（示例）：

import java.util.List;public class MyLinkedList implements IList {static class ListNode {public int val;public ListNode next;public ListNode prev;public ListNode(int val) {this.val = val;}}public ListNode head;public ListNode last;/*** 打印链表* 跟单链表一样* 遍历链表 从头走到尾*/@Overridepublic void display() {ListNode cur = head;while (cur != null) {System.out.print(cur.val + " ");cur = cur.next;}System.out.println();}/*** 统计链表的个数** @return*/@Overridepublic int size() {int count = 0;ListNode cur = head;while (cur != null) {count++;cur = cur.next;}return count;}/*** 判断链表是否有 key 值** @param key* @return*/@Overridepublic boolean contains(int key) {if (head == null) {return false;}ListNode cur = head;while (cur != null) {if (cur.val == key) {return true;}cur = cur.next;}return false;}/*** 头插法* 头插节点之前要实例化该节点** @param data*/@Overridepublic void addFirst(int data) {ListNode node = new ListNode(data);//当链表为空//此时头节点为空 没有前驱//而 实例化的数据有前驱if (head == null) {head = node;last = node;} else {//任何数据插入，都要先绑后面node.next = head;head.prev = node;head = node;}}/*** 尾插法** @param data*/@Overridepublic void addLast(int data) {ListNode node = new ListNode(data);if (head == null) {head = node;last = node;} else {last.next = node;node.prev = last;//last 向后走last = node;}}/*** 在指定位置 插入数据** @param index* @param data*/@Overridepublic void addIndex(int index, int data) {//首先先检查index位置是否合法if (index < 0 || index > this.size()) {throw new IndexException("双向链表插入index位置不合法" + index);}if (index == 0) {addFirst(data);return;}if (index == this.size()) {addLast(data);return;}ListNode node = new ListNode(data);ListNode cur = findIndex(index);//中间位置插入node.next = cur;cur.prev.next = node;node.prev = cur.prev;cur.prev = node;}private ListNode findIndex(int index) {ListNode cur = head;while (index != 0) {cur = cur.next;index--;}return cur;}/*** 删除 一个key** @param key*/@Overridepublic void remove(int key) {//双向链表删除谁，就找到谁ListNode cur = head;while (cur != null) {if (cur.val == key) {if (cur == head) {head = head.next;if (head != null) {head.prev = null;} else {//只有一个节点,还是删除的节点last = null;}} else {if (cur.next != null) {cur.next.prev = cur.prev;cur.prev.next = cur.next;} else {//删除尾巴结点cur.prev.next = cur.next;last = last.prev;}}return;}cur = cur.next;}}/*** 删除所有的 key** @param key*/@Overridepublic void removeAllKey(int key) {//双向链表删除谁，就找到谁ListNode cur = head;while (cur != null) {if (cur.val == key) {if (cur == head) {head = head.next;if (head != null) {head.prev = null;} else {//只有一个节点,还是删除的节点last = null;}} else {if (cur.next != null) {cur.next.prev = cur.prev;cur.prev.next = cur.next;} else {//删除尾巴结点cur.prev.next = cur.next;last = last.prev;}}}cur = cur.next;}}@Overridepublic void clear() {this.head = null;this.last = null;}
}

3.异常类

代码如下（示例）：

public class IndexException extends RuntimeException{public IndexException() {}public IndexException(String message) {super(message);}
}

4.总结remove、removeAllKey方法

四、总结（ArrayList和LinkedList的区别）

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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

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