LinkedList

01、简介

链表（Linked list）是一种常见的基础数据结构，是一种线性表，但并不是按照线性的顺序存储数据，而是在每一个节点里存到下一个节点的地址。 链表可分为单向链表和双向链表。

一个单向链表包含两个值: 当前节点的值和一个指向下一个节点的链接。

一个双向链表有三个整数值: 数值、向后的节点链接、向前的节点链接。

Java LinkedList（链表） 类似于 ArrayList，是一种常用的数据容器。与 ArrayList 相比，LinkedList 的增加和删除对操作效率更高，而查找和修改的操作效率较低。

02、特点

• 查找慢
  由于底层数据结构是链表，而链表中每个节点之间的内存地址是非连续的，所以只能从链表头部或者尾部查找元素，查询的时间复杂度最差为O(n)。jdk对LinkedList做了查找优化，当查找某个元素时，若index<(size/2)，则从head往后查找，否则从tail往前开始查找，但是我们在计算时间复杂度的时候，常数项会忽略，因此LinkedList的查询时间复杂度仍旧认为是O(n)。

    Node<E> node(int index) {
        // assert isElementIndex(index);

        if (index < (size >> 1)) {
            Node<E> x = first;
            for (int i = 0; i < index; i++)
                x = x.next;
            return x;
        } else {
            Node<E> x = last;
            for (int i = size - 1; i > index; i--)
                x = x.prev;
            return x;
        }
    }

• 增删快
  链表通过指针去访问各个元素，所以插入、删除元素只需要更改指针指向即可，因此插入、删除的时间复杂度 O(1)。

• 理论上存储元素长度无限制
  LinkedList是基于双向链表的结构来存储元素的，所以长度没有限制(受机器内存限制)，因此也不存在自动扩容机制。

• 非线程安全
  和ArrayList一样，在多线程并发修改时会存在线程安全的问题，可以采用下面的方法解决：

//方法1
Collections.synchronizedList(new LinkedList<T>())    
//方法2
LinkedList和ArrayList换成线程安全的集合，如CopyOnWriteArrayList，ConcurrentLinkedQueue  
//方法3
Vector(内部主要使用synchronized关键字实现同步)

03、常用方法列表

方法	描述
public boolean add(E e)	链表末尾添加元素，返回是否成功，成功为 true，失败为 false。
public void add(int index, E element)	向指定位置插入元素。
public boolean addAll(Collection c)	将一个集合的所有元素添加到链表后面，返回是否成功，成功为 true，失败为 false。
public boolean addAll(int index, Collection c)	将一个集合的所有元素添加到链表的指定位置后面，返回是否成功，成功为 true，失败为 false。
public void addFirst(E e)	元素添加到头部。
public void addLast(E e)	元素添加到尾部。
public boolean offer(E e)	向链表末尾添加元素，返回是否成功，成功为 true，失败为 false。
public boolean offerFirst(E e)	头部插入元素，返回是否成功，成功为 true，失败为 false。
public boolean offerLast(E e)	尾部插入元素，返回是否成功，成功为 true，失败为 false。
public void clear()	清空链表。
public E removeFirst()	删除并返回第一个元素。
public E removeLast()	删除并返回最后一个元素。
public boolean remove(Object o)	删除某一元素，返回是否成功，成功为 true，失败为 false。
public E remove(int index)	删除指定位置的元素。
public E poll()	删除并返回第一个元素。
public E remove()	删除并返回第一个元素。
public boolean contains(Object o)	判断是否含有某一元素。
public E get(int index)	返回指定位置的元素。
public E getFirst()	返回第一个元素。
public E getLast()	返回最后一个元素。
public int indexOf(Object o)	查找指定元素从前往后第一次出现的索引。
public int lastIndexOf(Object o)	查找指定元素最后一次出现的索引。
public E peek()	返回第一个元素。
public E element()	返回第一个元素。
public E peekFirst()	返回头部元素。
public E peekLast()	返回尾部元素。
public E set(int index, E element)	设置指定位置的元素。
public Object clone()	克隆该列表。
public Iterator descendingIterator()	返回倒序迭代器。
public int size()	返回链表元素个数。
public ListIterator listIterator(int index)	返回从指定位置开始到末尾的迭代器。
public Object[] toArray()	返回一个由链表元素组成的数组。
public T[] toArray(T[] a)	返回一个由链表元素转换类型而成的数组。