Java中的LinkedList是双链表
在Java中，LinkedList是一种双链表的数据结构。它实现了List接口，并且可以在任意位置进行高效的插入和删除操作。相对于ArrayList，LinkedList的插入和删除操作的时间复杂度是O(1)，但是随机访问的时间复杂度是O(n)。这使得LinkedList在需要频繁的插入和删除操作时更加高效。
双链表的结构
双链表是一种链表的扩展，它在每个节点中存储了指向前一个节点和后一个节点的引用。这使得在双链表中，可以通过前一个节点的引用直接访问前一个节点，通过后一个节点的引用直接访问后一个节点。这样，插入和删除操作只需要修改节点的引用，不需要像单链表那样重新连接整个链表。
以下是双链表节点的定义：
class Node<T> {
T data;
Node<T> prev;
Node<T> next;
Node(T data) {
this.data = data;
this.prev = null;
this.next = null;
}
}
在LinkedList中，我们使用两个成员变量first和last来分别表示链表的头节点和尾节点。每个节点都有一个指向前一个节点和后一个节点的引用。当链表为空时，first和last都指向null。
插入和删除操作
LinkedList提供了一系列用于在链表中插入和删除元素的方法，包括addFirst、addLast、add、removeFirst、removeLast、remove等。我们可以通过这些方法在任意位置插入和删除元素。
以下是通过LinkedList进行插入和删除操作的示例代码：
import java.util.LinkedList;
public class LinkedListExample {
public static void main(String[] args) {
LinkedList<String> linkedList = new LinkedList<>();
// 在链表末尾插入元素
linkedList.add("Java");
linkedList.add("Python");
linkedList.add("C++");
// 在链表开头插入元素
linkedList.addFirst("C");
// 在链表指定位置插入元素
linkedList.add(2, "JavaScript");
// 删除链表开头的元素
linkedList.removeFirst();
// 删除链表末尾的元素
linkedList.removeLast();
// 删除链表指定位置的元素
linkedList.remove(1);
}
}
随机访问的效率
由于LinkedList是一个双链表，它的每个节点只存储了前一个节点和后一个节点的引用，并没有像ArrayList那样使用数组进行存储。因此，LinkedList在进行随机访问时并不高效。假设我们需要访问链表中的第n个元素，我们需要从头节点或尾节点开始，依次遍历到第n个节点。这使得链表在随机访问时的时间复杂度为O(n)。
因此，如果需要频繁进行随机访问操作，建议使用ArrayList。而如果需要频繁进行插入和删除操作，LinkedList是更好的选择。
总结
LinkedList是Java中的一种双链表数据结构，它实现了List接口，并且提供了高效的插入和删除操作。LinkedList通过在每个节点中存储指向前一个节点和后一个节点的引用，使得插入和删除操作的时间复杂度为O(1)。然而，由于没有使用数组进行存储，LinkedList在随机访问时的效率较低，时间复杂度为O(n)。因此，在选择使用LinkedList或ArrayList时，需要根据具体的需求来考虑。
pie
title LinkedList和ArrayList的使用比例
"LinkedList" : 45.6
"ArrayList" : 54.4
erDiagram
CUSTOMER ||--o{ ORDER : places
ORDER ||--|{ LINE-ITEM : contains
CUSTOMER }|..|{ DELIVERY-ADDRESS : uses
