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Java實現雙端連結串列LinkedList

2022-07-14 14:04:27

一、LinkedList 介紹

1️⃣LinkedList 是 Java 集合框架中一個重要的實現,其底層採用的雙向連結串列結構,沒有初始化大小,就是一直在前面或者後面新增就好。由於基於連結串列實現,儲存元素過程中,無需像ArrayList那樣進行擴容。
2️⃣LinkedList 儲存元素的節點需要額外的空間儲存前驅和後繼的參照。
3️⃣LinkedList 在連結串列頭部和尾部插入效率比較高,但在指定位置進行插入時,效率一般。原因是,在指定位置插入需要定位到該位置處的節點,此操作的時間複雜度為 O(N)。
4️⃣和 ArrayList 一樣,LinkedList 也支援空值和重複值。LinkedList 也是非執行緒安全的集合類。
5️⃣由於 LinkedList 實現了 List 和 Deque 兩個介面,所以 LinkedList 方法分兩種,一種是 List 介面的方法,第二種是 Deque 介面的方法。
6️⃣由於 LinkedList 是一個實現了 Deque 的雙端佇列,所以 LinkedList 既可以當做Queue,又可以當做 Stack。在將 LinkedList 當做 Stack 時,使用 pop()、push()、peek() 需要注意的是 LinkedList 內部是將連結串列頭部當做棧頂,連結串列尾部當做棧底。
7️⃣隨機存取慢、插入刪除速度快。

二、LinkedList 使用

import java.util.Iterator;
import java.util.Deque;
import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;


public class LinkedlistDemo {

    public static void main(String[] args) {
        linkedShow();
        System.out.println(">----------一&&&二----------<");
        linkedDeque();
        System.out.println(">----------二&&&三----------<");
        linkedListPop();
    }

    public static void linkedShow() {
        // 建立一個佇列
        Queue<Integer> queue = new LinkedList<>();
        //新增元素
        queue.add(1);
        queue.offer(22);
        for (Integer integer : queue) {
            System.out.println("queue的add()和offer()驗證:" + integer);
        }

        // 獲取但不移除此佇列的頭
        Integer a = queue.peek();
        // 輸出獲取的元素並列印出元素的長度,驗證一下長度看看是否有變化
        System.out.println("queue.peek():" + a + ",後長度為:" + queue.size());

        // 獲取並移除此佇列的頭
        Integer bInteger = queue.poll();
        // 輸出獲取的元素並列印出元素的長度,驗證一下長度看看是否有變化
        System.out.println("queue.poll():" + bInteger + ",後長度為:" + queue.size());

    }

    public static void linkedDeque() {
        Deque<Integer> deque = new LinkedList<>();
        // 新增元素
        deque.add(3);
        // 在第一個位置新增元素
        deque.offerFirst(5);
        // 在最後一個位置新增元素
        deque.offerLast(7);
        for (Integer integer : deque) {
            System.out.println("deque新增驗證:" + integer);
        }
        // 取出不移除元素
        Integer kInteger = deque.peekFirst();
        Integer mInteger = deque.peekLast();
        System.out.println("deque.peek():" + kInteger + ">>>>" + mInteger + ",後長度為:" + deque.size());
        // 取出並移除元素方法
        Integer kInteger2 = deque.pollFirst();
        Integer mInteger2 = deque.pollLast();
        System.out.println("deque.poll():" + kInteger2 + ">>>>" + mInteger2 + ",後長度為:" + deque.size());
    }

    public static void linkedListPop() {
        // 建立一個linkedlist集合
        LinkedList<Integer> linkedList = new LinkedList<>();
        // 新增元素
        linkedList.push(9);
        linkedList.push(7);
        linkedList.push(5);
        linkedList.push(3);
        linkedList.push(1);
        for (Integer integer : linkedList) {
            System.out.println("linkedList.push():" + integer);
        }

        // 使用迭代器進行正向輸出
        Iterator<Integer> inIterator = linkedList.iterator();
        while (inIterator.hasNext()) {
            Integer integer = inIterator.next();
            System.out.println(integer);
        }
        System.out.println("-------分割線-------");
        // 使用迭代器反向輸出結果
        Iterator<Integer> inIterator1 = linkedList.descendingIterator();
        while (inIterator1.hasNext()) {
            Integer integer = inIterator1.next();
            System.out.println(integer);
        }
        System.out.println("-------分割線-------");
        // 使用for迴圈進行輸出元素並移除
        for (int i = 0; i <= 4; i++) {
            Integer result = linkedList.pop();
            System.out.println("linkedList.pop():" + result + ">------<" + ",後長度為:" + linkedList.size());
        }
    }
}

輸出如下:

queue的add()和offer()驗證:1
queue的add()和offer()驗證:22
queue.peek():1,後長度為:2
queue.poll():1,後長度為:1
>----------一&&&二----------<
deque新增驗證:5
deque新增驗證:3
deque新增驗證:7
deque.peek():5>>>>7,後長度為:3
deque.poll():5>>>>7,後長度為:1
>----------二&&&三----------<
linkedList.push():1
linkedList.push():3
linkedList.push():5
linkedList.push():7
linkedList.push():9
1
3
5
7
9
-------分割線-------
9
7
5
3
1
-------分割線-------
linkedList.pop():1>------<,後長度為:4
linkedList.pop():3>------<,後長度為:3
linkedList.pop():5>------<,後長度為:2
linkedList.pop():7>------<,後長度為:1
linkedList.pop():9>------<,後長度為:0

Process finished with exit code 0

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