Java 集合 LinkedList 详解：链表结构、常用方法和队列使用

文章目录

- 一、什么是链表？
- [二、LinkedList 是什么？](#二、LinkedList 是什么？)
- [三、LinkedList 的基本使用](#三、LinkedList 的基本使用)
- - [1. 添加元素](#1. 添加元素)
  - [2. 添加到开头](#2. 添加到开头)
  - [3. 添加到末尾](#3. 添加到末尾)
  - [4. 获取第一个元素](#4. 获取第一个元素)
  - [5. 获取最后一个元素](#5. 获取最后一个元素)
  - [6. 删除第一个元素](#6. 删除第一个元素)
  - [7. 删除最后一个元素](#7. 删除最后一个元素)
- [四、LinkedList 也可以当队列使用](#四、LinkedList 也可以当队列使用)
- 五、队列常用方法
- [六、LinkedList 常见使用场景](#六、LinkedList 常见使用场景)
- [七、LinkedList 和 ArrayList 简单区别](#七、LinkedList 和 ArrayList 简单区别)
- 八、总结

在 Java 中， LinkedList 是一个常见的集合类，中文一般叫链表。

它可以像普通列表一样存放数据，也可以当作队列使用。比如我们经常会看到这样的代码：

java 复制代码

Queue<int[]> queue = new LinkedList<>();

这行代码的意思是：

用 LinkedList 创建了一个队列对象。

一、什么是链表？

链表是一种用来存储数据的数据结构。

通俗理解：

链表不是把数据连续放在一起，而是一个节点连着一个节点。

每个节点里面通常包含两部分：

复制代码

数据 + 下一个节点的位置

可以想象成一串火车：

复制代码

[数据1] -> [数据2] -> [数据3] -> [数据4]

每一节车厢里都有数据，并且知道下一节车厢在哪里。

所以，链表的核心特点就是：

复制代码

一个节点连接一个节点

二、LinkedList 是什么？

LinkedList 是 Java 提供的链表集合类，使用前需要导包：

java 复制代码

import java.util.LinkedList;

创建一个 LinkedList：

java 复制代码

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

这表示创建了一个链表，里面存放的是字符串类型的数据。

三、LinkedList 的基本使用

1. 添加元素

java 复制代码

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

list.add("Java");
list.add("MySQL");
list.add("Redis");

System.out.println(list);

输出结果：

复制代码

[Java, MySQL, Redis]

可以理解为：

复制代码

Java -> MySQL -> Redis

2. 添加到开头

java 复制代码

list.addFirst("Spring Boot");

示例：

java 复制代码

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

list.add("MySQL");
list.add("Redis");

list.addFirst("Spring Boot");

System.out.println(list);

输出：

复制代码

[Spring Boot, MySQL, Redis]

3. 添加到末尾

java 复制代码

list.addLast("Docker");

示例：

java 复制代码

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

list.add("Java");
list.add("MySQL");

list.addLast("Docker");

System.out.println(list);

输出：

复制代码

[Java, MySQL, Docker]

其实 add() 默认也是添加到末尾。

4. 获取第一个元素

java 复制代码

System.out.println(list.getFirst());

示例：

java 复制代码

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

list.add("Java");
list.add("MySQL");
list.add("Redis");

System.out.println(list.getFirst());

输出：

复制代码

Java

5. 获取最后一个元素

java 复制代码

System.out.println(list.getLast());

输出：

复制代码

Redis

6. 删除第一个元素

java 复制代码

list.removeFirst();

示例：

java 复制代码

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

list.add("Java");
list.add("MySQL");
list.add("Redis");

list.removeFirst();

System.out.println(list);

输出：

复制代码

[MySQL, Redis]

7. 删除最后一个元素

java 复制代码

list.removeLast();

示例：

java 复制代码

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

list.add("Java");
list.add("MySQL");
list.add("Redis");

list.removeLast();

System.out.println(list);

输出：

复制代码

[Java, MySQL]

四、LinkedList 也可以当队列使用

LinkedList 不仅可以当普通列表用，也可以当队列用。

队列的特点是：

复制代码

先进先出

也就是：

先放进去的数据，先被取出来。

示例：

java 复制代码

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

public class QueueDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Queue<String> queue = new LinkedList<>();

        queue.offer("张三");
        queue.offer("李四");
        queue.offer("王五");

        System.out.println(queue.poll());
        System.out.println(queue.poll());
        System.out.println(queue.poll());
    }
}

输出：

复制代码

张三
李四
王五

执行过程可以理解为：

复制代码

入队：张三 -> 李四 -> 王五

第一次 poll：取出张三
第二次 poll：取出李四
第三次 poll：取出王五

五、队列常用方法

当 LinkedList 当作队列使用时，常用方法有这几个：

java 复制代码

offer()    // 入队
poll()     // 出队，并删除元素
peek()     // 查看队头元素，但不删除
isEmpty()  // 判断队列是否为空

示例：

java 复制代码

Queue<String> queue = new LinkedList<>();

queue.offer("A");
queue.offer("B");
queue.offer("C");

System.out.println(queue.peek()); // A，只查看，不删除
System.out.println(queue.poll()); // A，取出并删除
System.out.println(queue);        // [B, C]

六、LinkedList 常见使用场景

LinkedList 常见使用场景主要有两个。

第一个是当普通链表使用：

java 复制代码

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

list.add("A");
list.add("B");
list.add("C");

第二个是当队列使用：

java 复制代码

Queue<String> queue = new LinkedList<>();

queue.offer("A");
queue.offer("B");

String value = queue.poll();

在算法题中，LinkedList 经常用于 BFS 广度优先搜索：

java 复制代码

Queue<int[]> queue = new LinkedList<>();

queue.offer(new int[]{0, 0});

while (!queue.isEmpty()) {
    int[] cur = queue.poll();

    int x = cur[0];
    int y = cur[1];

    System.out.println(x + "," + y);
}

这里的 int[] 可以理解为一个坐标，比如：

java 复制代码

new int[]{0, 0}

表示坐标 (0, 0)。

七、LinkedList 和 ArrayList 简单区别

ArrayList 底层更像数组，适合按照下标查询。

java 复制代码

list.get(0);
list.get(1);
list.get(2);

LinkedList 底层是链表，适合在头部、尾部进行添加和删除。

java 复制代码

list.addFirst("A");
list.removeFirst();
list.addLast("B");
list.removeLast();

简单记忆：

复制代码

经常查询：优先考虑 ArrayList
经常头尾添加删除：可以考虑 LinkedList
需要队列：可以使用 Queue + LinkedList

八、总结

LinkedList 是 Java 中的链表集合类。

它的核心特点是：

复制代码

一个节点连接一个节点

可以理解为：

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数据1 -> 数据2 -> 数据3 -> 数据4

常见用法有两个：

复制代码

1. 当普通链表使用
2. 当队列 Queue 使用

普通链表写法：

java 复制代码

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

队列写法：

java 复制代码

Queue<String> queue = new LinkedList<>();

队列常用方法：

java 复制代码

queue.offer();   // 入队
queue.poll();    // 出队并删除
queue.peek();    // 查看队头
queue.isEmpty(); // 判断是否为空

一句话记住：

LinkedList 是链表，适合头尾添加删除，也经常用来实现队列。