java学习--LinkedList

一、LinkedList 是什么？

LinkedList 是 Java 集合框架中 java.util 包下的一个实现类，它实现了 List、Deque 等接口，底层基于双向链表实现（JDK 1.6 及之前是循环链表，之后改为双向链表）。

简单来说：

• 链表的每个元素（节点）包含「前驱节点引用」、「数据」、「后继节点引用」
• 没有固定大小的数组结构，元素在内存中不是连续存储的
• 支持快速的头尾节点操作，也支持按索引访问（但效率低）

二、核心特性

1. 增删效率高 ：在链表头部 / 尾部或指定节点附近增删元素时，只需修改节点引用，时间复杂度 O(1)（按索引增删需先遍历找节点，复杂度 O(n)）。
2. 查询效率低 ：按索引访问元素时，需要从链表头 / 尾开始遍历，时间复杂度 O(n)（对比 ArrayList 的 O(1)）。
3. 非线程安全 ：多线程环境下直接使用会有并发问题，需手动加锁或使用 Collections.synchronizedList(new LinkedList<>())。
4. 支持双端操作 ：因为实现了 Deque 接口，可作为队列（Queue）、双端队列（Deque）、栈（Stack）使用。

三、常用操作示例

下面是 LinkedList 最常用的增删改查、队列 / 栈相关操作，代码可直接运行：

import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;
import java.util.Deque;

public class LinkedListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 1. 创建 LinkedList 对象
        LinkedList<String> list = new LinkedList<>();

        // 2. 新增元素
        list.add("Java");          // 尾部添加
        list.addFirst("Python");   // 头部添加
        list.addLast("C++");       // 尾部添加（等同于 add）
        list.add(2, "Go");         // 指定索引添加（索引从0开始）
        System.out.println("初始链表：" + list); // [Python, Java, Go, C++]

        // 3. 查询元素
        String first = list.getFirst(); // 获取头部元素：Python
        String last = list.getLast();   // 获取尾部元素：C++
        String index2 = list.get(2);    // 获取索引2的元素：Go
        System.out.println("索引2的元素：" + index2);

        // 4. 修改元素
        list.set(1, "JavaScript");     // 修改索引1的元素
        System.out.println("修改后链表：" + list); // [Python, JavaScript, Go, C++]

        // 5. 删除元素
        list.removeFirst();            // 删除头部元素
        list.removeLast();             // 删除尾部元素
        list.remove(0);                // 删除索引0的元素
        System.out.println("删除后链表：" + list); // []

        // 6. 作为队列（FIFO）使用
        Queue<String> queue = new LinkedList<>();
        queue.offer("A"); // 入队
        queue.offer("B");
        System.out.println("队列出队：" + queue.poll()); // A（出队并删除）
        System.out.println("队列首元素：" + queue.peek()); // B（仅查看）

        // 7. 作为栈（LIFO）使用（推荐用Deque而非Stack）
        Deque<String> stack = new LinkedList<>();
        stack.push("X"); // 入栈
        stack.push("Y");
        System.out.println("栈出栈：" + stack.pop()); // Y（出栈并删除）
        System.out.println("栈顶元素：" + stack.peek()); // X（仅查看）
    }
}

四、LinkedList vs ArrayList（核心区别）

特性	LinkedList	ArrayList
底层结构	双向链表	动态数组
随机访问（get/set）	慢（O (n)）	快（O (1)）
增删操作（非头尾）	慢（需遍历找节点，O (n)）	慢（需移动元素，O (n)）
增删操作（头尾）	快（O (1)）	慢（可能扩容，O (n)）
内存占用	高（每个节点存额外引用）	低（连续存储，仅预留空间）
适用场景	频繁增删头尾、队列 / 栈	频繁查询、少量增删

总结

1. LinkedList 底层是双向链表 ，核心优势是头尾增删快 ，劣势是随机访问慢。
2. 它不仅是 List，还能作为 Queue/Deque 使用，适合实现队列、栈等结构。
3. 选择 LinkedList 还是 ArrayList，核心看操作场景：频繁查用 ArrayList，频繁头尾增删用 LinkedList。