解读单链表与双向链表的内部结构，揭秘LinkedList

2024-01-07 01:22:33

单链表：简单、高效的数据结构

单链表是链表中最简单的一种，也是计算机科学中使用最广泛的链表之一。链表中包含一组节点（node），每个节点保存数据和指向下一个节点的指针。当您访问一个单链表时，只能从第一个节点开始，然后顺着指针一个一个节点地访问，直到到达最后一个节点。

双向链表：在单链表基础上的扩展

双向链表是单链表的扩展，其最大的特点在于，双向链表中的每个节点不仅包含数据和指向下一个节点的指针，还包含指向上一个 节点的指针。这使得双向链表在某些操作上比单链表更具优势。例如，在双向链表中，您可以从任何一个节点开始访问，也可以从链表的尾部开始访问。

LinkedList：Java中的链表实现

Java的LinkedList类对双向链表进行了封装，使其更容易被使用。LinkedList类提供了许多方法来操作链表，例如：

add(E e)：在链表末尾添加一个元素
get(int index)：获取链表中指定位置的元素
remove(int index)：删除链表中指定位置的元素
size()：获取链表的大小
isEmpty()：检查链表是否为空

应用场景举例：模拟LRU算法实现缓存功能

利用链表数据结构来实现LRU(Least Recently Used)算法，能够让经常被访问的数据存储于内存中，而较少被访问的数据则存储于硬盘上。当需要访问数据时，首先在内存中寻找，若没找到则从硬盘上装入，并更新其在链表中的位置，保证链表头始终是最近被访问的数据。

深入理解LinkedList内部

为了更深入地理解LinkedList类，我们需要研究其内部实现。LinkedList类的节点使用了一个名为Node的内部类来表示，Node类包含数据、指向下一个节点的指针和指向上一个 节点的指针。

LinkedList的代码示例

下面是一个演示如何使用LinkedList类的示例代码：

import java.util.LinkedList;

public class LinkedListExample {

    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个LinkedList对象
        LinkedList<String> list = new LinkedList<>();

        // 向LinkedList中添加一些元素
        list.add("Apple");
        list.add("Banana");
        list.add("Cherry");

        // 从LinkedList中获取元素
        System.out.println(list.get(0)); // 输出：Apple
        System.out.println(list.get(1)); // 输出：Banana
        System.out.println(list.get(2)); // 输出：Cherry

        // 从LinkedList中删除元素
        list.remove(0); // 删除Apple

        // 再次从LinkedList中获取元素
        System.out.println(list.get(0)); // 输出：Banana
        System.out.println(list.get(1)); // 输出：Cherry

        // 检查LinkedList是否为空
        System.out.println(list.isEmpty()); // 输出：false
    }
}