数据结构----链表介绍、模拟实现链表、链表的使用

文章目录

1. ArrayList存在的问题
2. 链表定义
- 2.1 链表的概念及结构
- 2.2 链表的组合类型
3. 链表的实现
- 3.1 单向、不带头、非循环链表的实现
- 3.2 双向、不带头节点、非循环链表的实现
4.LinkedList的使用
- 4.1 什么是LinkedList
- 4.2 LinkedList的使用
- - 4.2.1. LinkedList的构造
  - 4.2.2. LinkedList的其他常用方法介绍
  - 4.2.3. LinkedList的遍历
5. ArrayList和LinkedList的区别

1. ArrayList存在的问题

ArrayList底层使用连续的空间，任意位置插入或删除元素时，需要将该位置后序元素整体往前或者往后搬移，故时间复杂度为O(N)
增容需要申请新空间，拷贝数据，释放旧空间。会有不小的消耗。
增容一般是呈2倍的增长，势必会有一定的空间浪费。例如当前容量为100，满了以后增容到200，我们再继续插入了5个数据，后面没有数据插入了，那么就浪费了95个数据空间。

由于其底层是一段连续空间，当在ArrayList任意位置插入或者删除元素时，就需要将后序元素整体往前或者往后搬移，时间复杂度为O(n)，效率比较低，因此ArrayList不适合做任意位置插入和删除比较多的场景。因此：java集合中又引入了LinkedList，即链表结构。

2. 链表定义

2.1 链表的概念及结构

链表是一种常见的数据结构，它由一系列节点组成，每个节点包含两部分：数据元素 (value) 和指向下一个节点的指针 ( next 域 )。通过这些节点的连接，可以形成一个链式结构。

【单个节点】：

节点（Node）：链表的基本单元，包含数据域和next指针域。数据域可以是任意类型的数据，指针指向下一个节点。每个节点都是一个对象。

【节点组成的链式结构】：
在这里插入图片描述

结论：链表是一种物理存储结构上非连续存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的引用链接次序实现的。

2.2 链表的组合类型

1、单向或者双向

根据节点的指针数量，链表可以分为单向链表和双向链表。
单向链表每个节点只有一个指针，指向下一个节点；
在这里插入图片描述

双向链表每个节点有两个指针，分别指向前一个节点和后一个节点。
在这里插入图片描述

2、带头或者不带头

带头节点的链表在第一个节点之前有一个额外的头节点，用于标识链表的起始位置。（head的value是无意义的，如果想从最开头插入数据时，head是不可变的，从head后面插入）
在这里插入图片描述

不带头节点的链表则直接以第一个节点作为链表的起始位置。（head是第一个节点，有value的，如果想从最开头插入数据时，head是可变的，变成新插入的节点）
在这里插入图片描述

3、是否循环：

在这里插入图片描述
循环链表是在链表的尾部节点和头部节点之间形成一个循环连接，使得链表的最后一个节点指向头部节点。

结合上述结构可以组合出8中链表种类：
单向、带头节点、非循环链表
单向、带头节点、循环链表

单向、不带头节点、非循环链表（重点）
单向、不带头节点、循环链表

双向、不带头节点、非循环链表（重点）
双向、不带头节点、循环链表

双向、带头节点、非循环链表
双向、带头节点、循环链表

3. 链表的实现

3.1 单向、不带头、非循环链表的实现

节点的定义

	//静态内部类定义节点
    public static class ListNode {
        public int data;//数据域
        public ListNode next;//指向下一个节点

        public ListNode(int data) {
            this.data = data;
        }
    }

    public ListNode head; // 表示当前链表的头节点 方便找到链表的第一个元素

在这里插入图片描述
2. 创建链表（穷举法）

public void createLinkedList() {
        ListNode node1 = new ListNode(12);
        ListNode node2 = new ListNode(23);
        ListNode node3 = new ListNode(34);
        ListNode node4 = new ListNode(45);
        ListNode node5 = new ListNode(56);

        //把链表的节点连起来
        node1.next = node2;
        node2.next = node3;
        node3.next = node4;
        node4.next = node5;

        //使用head节点来记录链表的入口
        this.head = node1;
    }

在这里插入图片描述
使用debug，发现所有节点链接起来了

之后，可以使用head节点，获取所有的节点

打印链表

（1）怎么从一个节点走向下一个节点
移动head，走向下一个节点，使用head = head.next;就可以实现
在这里插入图片描述
（2）怎么判断所有节点都遍历完
当head指向null时，则所有节点遍历完毕

 public void display() {
        ListNode cur = this.head;//防止其他方法无法使用head，无法找到链表的第一个元素，使用临时变量cur
        while (cur != null) {//当cur指向null时，则所有节点遍历完，循环结束
            System.out.print(cur.value + " ");
            cur = cur.next;//不断移动cur指向下一个节点
        }
        System.out.println();
    }

头插法添加数据

头插法插入数据分为三步：
（1）实例化一个节点
（2）改变插入结点的next指向原来链表的第一个节点
（3）改变head指向新节点
在这里插入图片描述

@Override
    public void addFirst(int data) {

        ListNode listNode = new ListNode(data);
        if (this.head == null) {
            this.head = listNode;
        } else {
            listNode.next = this.head;
            this.head = listNode;
        }
    }

尾插法添加数据

尾插法添加数据分为二步：
（1）实例化一个节点
（2）找到最后一个节点
（3）将链表的原来的最后一个节点指向新的节点
在这里插入图片描述

public void addLast(int data) {
        ListNode listNode = new ListNode(data);
        if (this.head == null) {
            this.head = listNode;
        } else {
            ListNode cur = this.head;
            while (cur.next != null) {
                cur = cur.next;
            }
            cur.next = listNode;
        }
    }

【小总结】：

如果想让cur指向最后一个节点的位置，使用cur.next == null

如果想把整个链表遍历完成，那么就是cur == null

5.任意位置插入,第一个数据节点为0号下标

在链表随意位置插入数据分为四步：
（1）找到该节点要插入位置的前一个节点cur（前一个节点的原因，可以由前一个节点得到后一个节点，无法无法从后一个节点得到前一个结点),让cur走index-1步。
（2）实例化一个节点
（3）让新插入的节点的next指向要插入位置的节点,listNode.next = cur.next;
（4）让要插入位置的前一个节点cur的next指向新节点,cur.next = listNode;
注意：（3）和（4）的顺序要正确，再插入一个节点时，一定要先绑定后面这个节点
在这里插入图片描述

 public void addIndex(int index, int data) {
        if(index<0||index>size()){//要先判断index的合法性
            throw new  IndexOutOfBounds("链表下标越界");//自定义异常链表下标越界
        }
        if(index == 0){//在第一个位置插入，使用头插法的方法
            addFirst(data);
        }else if(index == size()){//在最后一个位置插入，使用尾插法的方法
            addLast(data);
        }else {//在中间位置插入
            ListNode listNode = new ListNode(data);//要插入的节点
            ListNode cur = searchPrev(index);//要插入位置的前一个节点
            listNode.next = cur.next;
            cur.next = listNode;
        }
    }

    private ListNode searchPrev(int index){
        ListNode cur = this.head;
        int count = 0;
        while (count != index -1){
            cur = cur.next;
            count++;
        }
        return cur;
    }

删除第一次出现关键字为key的节点
删除链表中的节点分为三步：
（1）找到要删除节点的前一个节点cur
（2）标记要删除的要素（也可以不要这一步）ListNode del = cur.next；
（3）让cur的next指向要删除的节点的下一个节点（要删除的节点没有被引用，JVM会自动回收）

在第一步中找到要删除节点的前一个节点cur，需要找到cur.next.value 和 key的值相等的节点，如果是引用类型时，现需要使用equals（）方法，而不是==

还有一种情况，当要删除的数据是第一个节点时，只需要让head指向第二个节点即可做到删除第一个节点

 	public void remove(int key) {
 	//当要删除的数据是第一个节点
        if (this.head.value == key) {
            this.head = this.head.next;
        } else {
        //找到前驱
            ListNode cur = getPrev(key);
            //判断前驱是否存在
            if (cur == null) {
                System.out.println("要删除的数字不存在");
            } else {
            //删除节点
                ListNode del = cur.next;
                cur.next = del.next;
            }
        }
    }

    private ListNode getPrev(int key) {
        ListNode cur = this.head;
        while (cur != null) {
            if (cur.next.value == key) {
                return cur;
            }
            cur = cur.next;
        }
        return null;
    }

删除所有值为key的节点

删除所有值为key的节点分为三步：
（1）遍历链表，找到要删除节点cur
（2）让cur的上一个节点指向cur的下一个节点，删除cur
（3）继续遍历链表，找到所有与key相等的节点，重复（1）（2）步骤，直至遍历完链表

在这里插入图片描述

还有要考虑一种情况，当要删除的数据是第一个节点时，只需要让head指向第二个节点即可做到删除第一个节点
在这里插入图片描述

public void removeAllKey(int key) {
        if(this.head == null){
            return;
        }
        ListNode prev = this.head;
        ListNode cur = this.head.next;
        while (cur != null) {
            if (cur.value == key) {
                prev.next = cur.next;
                cur = cur.next;
            } else {
                prev = cur;
                cur = cur.next;
            }
        }
        if (this.head.value == key) {
            this.head = this.head.next;
            return;
        }
    }

清空链表

清空链表分为两种方式：
方式一：直接将head置为null（不推荐）
方式二：遍历节点，将每个节点的数值域和next域置为空
在这里插入图片描述

public void clear() {
        ListNode cur = this.head;
        while (cur != null) {
            ListNode curNext = cur.next;
//            cur.value = null;//  引用类型value要置为null
            cur.next = null;
            cur = curNext;
        }
        this.head = null;
    }

完整代码：
ILst接口：

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

自定义异常IndexOutOfBounds类

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

MyLinkedList类：

public class MyLinkedList implements IList {
    //静态内部类
    public static class ListNode {
        public int value;
        public ListNode next;

        public ListNode(int value) {
            this.value = value;
        }
    }

    public ListNode head; //方便找到链表的第一个元素

    public void createLinkedList() {
        ListNode node1 = new ListNode(12);
        ListNode node2 = new ListNode(23);
        ListNode node3 = new ListNode(34);
        ListNode node4 = new ListNode(45);
        ListNode node5 = new ListNode(56);

        //把表节点连起来
        node1.next = node2;
        node2.next = node3;
        node3.next = node4;
        node4.next = node5;

        //使用head节点来记录链表的入口
        this.head = node1;

    }

    //头插法
    @Override
    public void addFirst(int data) {

        ListNode listNode = new ListNode(data);
        if (this.head == null) {
            this.head = listNode;
        } else {
            listNode.next = this.head;
            this.head = listNode;
        }
    }

    //尾插法
    @Override
    public void addLast(int data) {
        ListNode listNode = new ListNode(data);
        if (this.head == null) {
            this.head = listNode;
        } else {
            ListNode cur = this.head;
            while (cur.next != null) {
                cur = cur.next;
            }
            cur.next = listNode;
        }
    }

    @Override
    public void addIndex(int index, int data) {
        if (index < 0 || index > size()) {//要先判断index的合法性
            throw new IndexOutOfBounds("链表下标越界");//自定义异常链表下标越界
        }
        if (index == 0) {//在第一个位置插入，使用头插法的方法
            addFirst(data);
        } else if (index == size()) {//在最后一个位置插入，使用尾插法的方法
            addLast(data);
        } else {//在中间位置插入
            ListNode listNode = new ListNode(data);//要插入的节点
            ListNode cur = searchPrev(index);//要插入位置的前一个节点
            listNode.next = cur.next;
            cur.next = listNode;
        }

    }

    private ListNode searchPrev(int index) {
        ListNode cur = this.head;
        int count = 0;
        while (count != index - 1) {
            cur = cur.next;
            count++;
        }
        return cur;
    }

    @Override
    public boolean contains(int key) {
        ListNode cur = this.head;
        while (cur != null) {
            if (cur.value == key) {
                return true;
            }
            cur = cur.next;
        }
        return false;
    }

    @Override
    public void remove(int key) {
        if (this.head.value == key) {
            this.head = this.head.next;
        } else {
            ListNode cur = getPrev(key);
            if (cur == null) {
                System.out.println("要删除的数字不存在");
            } else {
                ListNode del = cur.next;
                cur.next = del.next;
            }
        }
    }

    private ListNode getPrev(int key) {
        ListNode cur = this.head;
        while (cur != null) {
            if (cur.next.value == key) {
                return cur;
            }
            cur = cur.next;
        }
        return null;
    }

    @Override
    public void removeAllKey(int key) {
        if (this.head == null) {
            return;
        }
        ListNode prev = this.head;
        ListNode cur = this.head.next;
        while (cur != null) {
            if (cur.value == key) {
                prev.next = cur.next;
                cur = cur.next;
            } else {
                prev = cur;
                cur = cur.next;
            }
        }
        if (this.head.value == key) {
            this.head = this.head.next;
            return;
        }
    }

    @Override
    public int size() {
        int count = 0;
        ListNode cur = this.head;
        while (cur != null) {
            cur = cur.next;
            count++;
        }
        return count;
    }

    @Override
    public void clear() {
        ListNode cur = this.head;
        while (cur != null) {
            ListNode curNext = cur.next;
//            cur.value = null;
            cur.next = null;
            cur = curNext;
        }
        this.head = null;
    }

    @Override
    public void display() {
        ListNode cur = this.head;
        while (cur != null) {
            System.out.print(cur.value + " ");
            cur = cur.next;
        }
        System.out.println();
    }
}

3.2 双向、不带头节点、非循环链表的实现

结点的定义

    static class ListNode {
        public int val;//数值域
        public ListNode next;//指针域，指向下一个节点
        public ListNode prev;//指针域，指向前一个节点

        public ListNode(int val) {
            this.val = val;
        }
    }

在这里插入图片描述
2. 头插法
第一步：让新插入的next 指向head节点
第二步：让head节点的prev指向新插入的节点
第三步：让head指向新插入的节点

 public void addFirst(int data) {
        ListNode node = new ListNode(data);
        if(head == null){
            head = node;
            last = node;
        }else {
            node.next = head;
            head.prev = node;
            head = node;
        }
    }

尾插法
第一步：让last节点的next指向新插入的节点
第二步：让新插入的prev指向last节点
第三步：让last指向新插入的节点

 public void addLast(int data) {
        ListNode node = new ListNode(data);
        if (head == null) {
            head = node;
            last = node;
        } else {
            last.next = node;
            node.prev = last;
            last = node;
        }
    }

在指定位置插入元素
第一步：判断要插入的位置是否合法（0<=index<=链表的长度）
第二步：判断要插入的节点是否在0位置，如果在0位置，那么就使用头插法
第三步：判断要插入的节点是否在最后一个位置，如果在最后一个位置，那么就使用尾插法
第四步：如果要在中间插入，需要插入位置前一个节点的next域指向新节点，新节点的next域指向插入位置的原来的节点，新节点的prev域指向需要插入位置前一个节点，需要插入位置的原来的节点的prev域指向新节点，改变四个指针域的指向便可以将新节点插入需要插入的位置。

	public void addIndex(int index, int data) {
        int len = size();
        //index小于0，或者大于链表的长度，插入位置不合法
        if (index < 0 || index > len) {
            throw new IndexOutOfBounds("要插入的位置小于0或者超过链表的长度，该位置不合法");
        }
        //如果在第一个节点插入，使用头插法
        if (index == 0) {
            addFirst(data);
            return;
        }
        //如果在最后一个节点插入，使用尾插法
        if (index == len) {
            addLast(data);
            return;
        }
        //中间位置
        //获取要插入的位置的节点
        ListNode cur = getNode(index);
        //新插入的节点
        ListNode node = new ListNode(data);
        //在中间位置插入节点元素
        ListNode prev = cur.prev;
        prev.next = node;
        node.next = cur;
        node.prev = prev;
        cur.prev = node;
    }
    public ListNode getNode(int index) {
        ListNode cur = this.head;
        while (index != 0) {
            index--;
            cur = cur.next;
        }
        return cur;
    }

5.删除指定节点
总共分为三种情况，分别如下：
在这里插入图片描述

特殊情况：还需要考虑一种特殊情况，当量表中只存在一个节点，并且该结点时需要删除的节点的情况

    public void  remove(int key) {
        ListNode cur = this.head;
        while (cur != null) {
            //判断是否找到目标节点
            if(cur.val == key) {
                //要删除的节点是头节点的情况
                if(cur == head) {
                    head = head.next;
                    //链表中只有头节点一个节点,删除之后链表为空链表，last需要置为null
                    if(head == null) {
                        last = null;
                    }else {
                        //链表中不止一个节点，需要将头节点的prev置为null
                        head.prev = null;
                    }
                    return;
                }
                //要删除的节点是尾节点的情况
                if(cur == last) {
                    cur.prev.next = cur.next;
                    last = last.prev;
                    return;
                }
                //要删除的节点是中间的节点的情况
                cur.prev.next = cur.next;
                cur.next.prev = cur.prev;
                return;
            }else {
                cur = cur.next;
            }
        }
        System.out.println("该节点不存在");
    }

链表置空
方式一：

		head=null; 
		last=null;

方式二：
1.使用cur局部变量，遍历链表，将每一个节点都置为null
2.将头节点和尾节点置为空

在这里插入图片描述

public void clear() {
        ListNode cur = this.head;
        while (cur != null) {
            ListNode curNext = cur.next;
            //如果是引用类型，还需要将数值域置为空
//            cur.val = null;
            cur.prev = null;
            cur.next = null;
            cur = curNext;
        }
        head = null;
        last = null;
    }

【完整代码】：
双向、不带头节点、非循环链表的实现：LinkedList .class

public class LinkedList2 implements IList {
    static class ListNode {
        public int val;//数值域
        public ListNode next;//指针域，指向下一个节点
        public ListNode prev;//指针域，指向前一个节点

        public ListNode(int val) {
            this.val = val;
        }
    }

    public ListNode head;
    public ListNode last;

    @Override
    public void addFirst(int data) {
        ListNode node = new ListNode(data);
        if (head == null) {
            head = node;
            last = node;
        } else {
            node.next = head;
            head.prev = node;
            head = node;
        }
    }

    @Override
    public void addLast(int data) {
        ListNode node = new ListNode(data);
        if (head == null) {
            head = node;
            last = node;
        } else {
            last.next = node;
            node.prev = last;
            last = node;
        }
    }

    @Override
    public void addIndex(int index, int data) {
        int len = size();
        //index小于0，或者大于链表的长度，插入位置不合法
        if (index < 0 || index > len) {
            throw new IndexOutOfBounds("要插入的位置小于0或者超过链表的长度，该位置不合法");
        }
        //如果在第一个节点插入，使用头插法
        if (index == 0) {
            addFirst(data);
            return;
        }
        //如果在最后一个节点插入，使用尾插法
        if (index == len) {
            addLast(data);
            return;
        }
        //中间位置
        //获取要插入的位置的节点
        ListNode cur = getNode(index);
        //新插入的节点
        ListNode node = new ListNode(data);
        //在中间位置插入节点元素
        ListNode curPrev = cur.prev;
        curPrev.next = node;
        node.next = cur;
        node.prev = curPrev;
        cur.prev = node;
    }

    public ListNode getNode(int index) {
        ListNode cur = this.head;
        while (index != 0) {
            index--;
            cur = cur.next;
        }
        return cur;
    }

    @Override
    public boolean contains(int key) {
        ListNode cur = head;
        while (cur != null) {
            if (cur.val == key) {
                return true;
            }
            cur = cur.next;
        }
        return false;
    }

    @Override
    public void remove(int key) {
        ListNode cur = this.head;
        while (cur != null) {
            //判断是否找到目标节点
            if (cur.val == key) {
                //要删除的节点是头节点的情况
                if (cur == head) {
                    head = head.next;
                    //链表中只有头节点一个节点,删除之后链表为空链表，last需要置为null
                    if (head == null) {
                        last = null;
                    } else {
                        //链表中不止一个节点，需要将头节点的prev置为null
                        head.prev = null;
                    }
                } else if (cur == last) {
                    //要删除的节点是尾节点的情况
                    cur.prev.next = cur.next;
                    last = last.prev;
                } else {
                    //要删除的节点是中间的节点的情况
                    cur.prev.next = cur.next;
                    cur.next.prev = cur.prev;
                }
                return;
            } else {
                cur = cur.next;
            }
        }
        System.out.println("该节点不存在");
    }

    @Override
    public void removeAllKey(int key) {
        ListNode cur = this.head;
        while (cur != null) {
            //判断是否找到目标节点
            if (cur.val == key) {
                //要删除的节点是头节点的情况
                if (cur == head) {
                    head = head.next;
                    //链表中只有头节点一个节点,删除之后链表为空链表，last需要置为null
                    if (head == null) {
                        last = null;
                    } else {
                        //链表中不止一个节点，需要将头节点的prev置为null
                        head.prev = null;
                    }
                } else if (cur == last) {
                    //要删除的节点是尾节点的情况
                    cur.prev.next = cur.next;
                    last = last.prev;
                } else {
                    //要删除的节点是中间的节点的情况
                    cur.prev.next = cur.next;
                    cur.next.prev = cur.prev;
                }
                cur = cur.next;

            }
            System.out.println("该节点不存在");
        }
    }

    @Override
    public int size() {
        int count = 0;
        ListNode cur = head;
        while (cur != null) {
            cur = cur.next;
            count++;
        }
        return count;
    }

    @Override
    public void clear() {
        ListNode cur = this.head;
        while (cur != null) {
            ListNode curNext = cur.next;
//            cur.val = null;
            cur.prev = null;
            cur.next = null;
            cur = curNext;
        }
        head = null;
        last = null;
    }

    @Override
    public void display() {
        ListNode cur = head;
        while (cur != null) {
            System.out.print(cur.val + " ");
            cur = cur.next;
        }
        System.out.println();
    }
}

4.LinkedList的使用

4.1 什么是LinkedList

LinkedList 的官方文档
LinkedList的底层是双向链表结构(链表后面介绍)，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。
在这里插入图片描述
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

4.2 LinkedList的使用

4.2.1. 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

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

4.2.2. 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

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0
    list.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false
    if(!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());
}

4.2.3. LinkedList的遍历

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());
    
    //方式一： foreach遍历
    for (int e:list) {
        System.out.print(e + " ");
   }
    System.out.println();
    
    //方式二：for循环
    for (int i = 0;i < list.size();i++) {
        System.out.print(list.get(i) + " ");
   }
    System.out.println();
    
    //方式三：迭代器
    // 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();
}

5. ArrayList和LinkedList的区别

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