Java学习教程，从入门到精通，Java LinkedList（链表）语法知识点及案例代码（62）

Java LinkedList（链表）语法知识点及案例代码

一、LinkedList概述

LinkedList是Java集合框架中的一个类，位于java.util包中。它实现了List、Deque、Queue等接口，提供了链表数据结构的实现。链表是一种线性数据结构，其中每个元素都是一个节点，节点包含数据和指向下一个节点的引用。LinkedList是一个双向链表，每个节点除了指向下一个节点外，还指向前一个节点。

二、LinkedList的特点

• 动态大小：链表的大小是动态变化的，不需要预先分配固定大小的内存。
• 高效的插入和删除操作：在链表中间进行插入和删除操作的时间复杂度为O(1)（在已知节点位置的情况下）。
• 随机访问效率低：访问链表中任意位置的元素需要从头开始遍历，时间复杂度为O(n)。

三、LinkedList的常见方法

1. 构造方法

   • LinkedList()：创建一个空的LinkedList。
   • LinkedList(Collection<? extends E> c)：使用指定的集合来创建LinkedList。

2. 添加元素

   • void add(E e)：在链表末尾添加元素。
   • void add(int index, E element)：在链表的指定位置插入元素。
   • void addFirst(E e)：在链表的开头添加元素。
   • void addLast(E e)：在链表的末尾添加元素。

3. 删除元素

   • E remove()：删除并返回链表的第一个元素。
   • E remove(int index)：删除链表中指定位置的元素。
   • boolean remove(Object o)：删除链表中指定的元素（如果存在）。
   • E removeFirst()：删除并返回链表的第一个元素。
   • E removeLast()：删除并返回链表的最后一个元素。

4. 访问元素

   • E get(int index)：返回链表中指定位置的元素。
   • E getFirst()：返回链表的第一个元素。
   • E getLast()：返回链表的最后一个元素。

5. 检查元素

   • boolean contains(Object o)：检查链表中是否包含指定的元素。

6. 查找元素位置

   • int indexOf(Object o)：返回链表中第一次出现指定元素的索引位置。
   • int lastIndexOf(Object o)：返回链表中最后一次出现指定元素的索引位置。

7. 其他方法

   • int size()：返回链表中元素的数量。
   • void clear()：清空链表中的所有元素。
   • boolean isEmpty()：检查链表是否为空。
   • Iterator<E> iterator()：返回链表的迭代器。
   • ListIterator<E> listIterator()：返回链表的列表迭代器。
   • ListIterator<E> listIterator(int index)：返回从指定位置开始的列表迭代器。

四、案例代码

以下是一个简单的Java程序，展示了如何使用LinkedList及其常见方法。

import java.util.LinkedList;
import java.util.Iterator;
import java.util.ListIterator;public class LinkedListExample {public static void main(String[] args) {// 创建一个LinkedList对象LinkedList<String> linkedList = new LinkedList<>();// 添加元素到链表末尾linkedList.add("苹果");linkedList.add("香蕉");linkedList.add("橙子");// 在指定位置插入元素linkedList.add(1, "葡萄");// 访问元素String fruit = linkedList.get(2);System.out.println("索引为2的元素: " + fruit); // 输出: 索引为2的元素: 葡萄// 删除元素String removedFruit = linkedList.remove(0);System.out.println("移除的元素: " + removedFruit); // 输出: 移除的元素: 苹果// 获取链表的大小int size = linkedList.size();System.out.println("大小: " + size); // 输出: 大小: 3// 检查链表是否为空boolean empty = linkedList.isEmpty();System.out.println("是否为空: " + empty); // 输出: 是否为空: false// 检查链表是否包含指定元素boolean contains = linkedList.contains("香蕉");System.out.println("是否包含香蕉: " + contains); // 输出: 是否包含香蕉: true// 使用Iterator遍历Iterator<String> iterator = linkedList.iterator();while (iterator.hasNext()) {System.out.println(iterator.next());}// 使用ListIterator遍历和修改ListIterator<String> listIterator = linkedList.listIterator();while (listIterator.hasNext()) {String element = listIterator.next();if (element.equals("葡萄")) {listIterator.set("草莓"); // 修改元素}}// 输出修改后的链表System.out.println("修改后的链表: " + linkedList); // 输出: 修改后的链表: [香蕉, 草莓, 橙子]// 清空链表linkedList.clear();System.out.println("清空后的链表是否为空: " + linkedList.isEmpty()); // 输出: 清空后的链表是否为空: true}
}

五、总结

LinkedList是一个强大的数据结构，适用于在列表中间频繁进行插入和删除操作的场景。通过掌握其常见方法和特点，可以更加高效地处理链表相关的编程问题。

当然可以，以下是一些关于Java中LinkedList的具体案例，涵盖了LinkedList的构造、元素增删、查找、遍历等操作：

案例一：LinkedList的基本构造与元素增删

import java.util.LinkedList;public class LinkedListExample {public static void main(String[] args) {// 构造一个空的LinkedListLinkedList<Integer> list = new LinkedList<>();// 尾插法添加元素list.add(1);list.add(2);list.add(3);// 在指定位置插入元素list.add(1, 4); // 在索引1的位置插入4// 删除元素list.remove(2); // 删除索引为2的元素，即3list.removeFirst(); // 删除第一个元素，即1list.removeLast(); // 删除最后一个元素// 打印链表内容System.out.println(list); // 输出：[4]}
}

案例二：LinkedList的查找与修改

import java.util.LinkedList;public class LinkedListSearchAndModify {public static void main(String[] args) {// 构造一个LinkedList并添加元素LinkedList<String> list = new LinkedList<>();list.add("apple");list.add("banana");list.add("cherry");// 查找元素int index = list.indexOf("banana"); // 查找"banana"的索引位置if (index != -1) {System.out.println("banana的索引位置是：" + index);} else {System.out.println("未找到元素banana");}// 修改元素list.set(1, "blueberry"); // 将索引为1的元素修改为"blueberry"// 打印链表内容System.out.println(list); // 输出：[apple, blueberry, cherry]}
}

案例三：LinkedList的遍历

import java.util.LinkedList;
import java.util.Iterator;
import java.util.ListIterator;
public class LinkedListIteration {public static void main(String[] args) {// 构造一个LinkedList并添加元素LinkedList<String> list = new LinkedList<>();list.add("dog");list.add("cat");list.add("bird");// 使用普通for循环遍历for (int i = 0; i < list.size(); i++) {System.out.println(list.get(i));}// 使用增强for循环遍历for (String element : list) {System.out.println(element);}// 使用Iterator遍历Iterator<String> iterator = list.iterator();while (iterator.hasNext()) {System.out.println(iterator.next());}// 使用ListIterator遍历，并演示反向遍历ListIterator<String> listIterator = list.listIterator();while (listIterator.hasNext()) {System.out.println(listIterator.next());}System.out.println("反向遍历：");while (listIterator.hasPrevious()) {System.out.println(listIterator.previous());}}
}

案例四：LinkedList作为队列使用

import java.util.LinkedList;public class LinkedListAsQueue {public static void main(String[] args) {// 构造一个空的LinkedList作为队列LinkedList<String> queue = new LinkedList<>();// 入队操作queue.addLast("task1");queue.addLast("task2");queue.addLast("task3");// 出队操作并打印System.out.println(queue.removeFirst()); // 输出：task1System.out.println(queue.pollFirst()); // 输出：task2，pollFirst在队列为空时返回null，避免异常// 打印剩余队列内容System.out.println(queue); // 输出：[task3]}
}

这些案例展示了LinkedList在Java中的基本用法，包括构造链表、添加和删除元素、查找和修改元素、遍历链表以及将链表作为队列使用等场景。通过这些案例，可以更好地理解和掌握LinkedList的使用。