آشنایی با LinkedList در جاوا

در فصل قبلی، با ArrayList آشنا شدی. حالا می‌خواهیم درباره LinkedList صحبت کنیم. این دو کلاس (Class) خیلی شبیه به هم هستند، اما در نحوه ذخیره‌سازی و عملکرد تفاوت‌هایی دارند.

تعریف LinkedList در جاوا 🧐

لینکدلیست یا LinkedList یکی از ساختارهای داده‌ای در جاواست که مجموعه‌ای از اشیاء (Objects) را در خود نگه می‌دارد. درست مثل ArrayList، می‌توان به لیست عنصر (Element) اضافه کرد، حذف کرد، یا آن را تغییر داد.

مثال: ایجاد یک LinkedList و افزودن عناصر به آن

بیایید یک لیست از نام ماشین‌ها بسازیم و چند مقدار به آن اضافه کنیم:

// وارد کردن کلاس LinkedList
import java.util.LinkedList;

public class Main {
  public static void main(String[] args) {
    LinkedList<String> cars = new LinkedList<String>();

    // اضافه کردن عناصر به لیست
    cars.add("Volvo");
    cars.add("BMW");
    cars.add("Ford");
    cars.add("Mazda");

    // چاپ لیست
    System.out.println(cars);
  }
}

✅ خروجی:

[Volvo, BMW, Ford, Mazda]

تفاوت بین ArrayList و LinkedList ⚖️

✅ شباهت‌ها:

هر دو لیستی از اشیاء را نگه می‌دارند.
هر دو متدهای یکسانی دارند چون از رابط List (Interface) پیروی می‌کنند.
می‌توان عناصر را اضافه، حذف و ویرایش کرد.

❌ تفاوت‌ها:

نحوه ذخیره‌سازی
- ArrayList: داده‌ها را در یک آرایه معمولی ذخیره می‌کند.
- LinkedList: داده‌ها را در کانتینرهایی ذخیره می‌کند که به هم متصل هستند.
افزودن و حذف عناصر
- در ArrayList، اگر آرایه پر شود، یک آرایه جدید ساخته شده و داده‌ها کپی می‌شوند که زمان‌بر است.
- در LinkedList، داده‌ها به‌صورت پویا ذخیره می‌شوند و فقط اشاره‌گرها تغییر می‌کنند که سریع‌تر است.
دسترسی به عناصر
- ArrayList سریع‌تر است چون به هر عنصر می‌توان از طریق اندیس (Index) دسترسی پیدا کرد.
- LinkedList کندتر است چون برای پیدا کردن یک عنصر باید از ابتدا تا آن عنصر حرکت کرد.

نحوه کارکرد ArrayList و LinkedList 🔍

📌 روش ذخیره‌سازی در ArrayList

📂 ArrayList یک آرایه معمولی داخل خود دارد. وقتی عنصری اضافه شود، داخل آرایه قرار می‌گیرد.
اگر آرایه ظرفیت نداشته باشد، یک آرایه جدید و بزرگ‌تر ساخته می‌شود و داده‌ها به آن کپی می‌شوند.

✅ مزیت: دسترسی سریع به عناصر با استفاده از اندیس
❌ عیب: افزودن یا حذف عناصر در میانه لیست کند است، چون همه داده‌ها باید جابجا شوند.

📌 روش ذخیره‌سازی در LinkedList

🔗 LinkedList داده‌ها را در کانتینرهایی ذخیره می‌کند که به هم متصل هستند.
هر کانتینر شامل داده‌ها و یک اشاره‌گر به کانتینر بعدی است.

✅ مزیت: افزودن و حذف سریع‌تر چون فقط اشاره‌گرها تغییر می‌کنند.
❌ عیب: دسترسی به عناصر کندتر است چون برای پیدا کردن هر مقدار باید از ابتدا حرکت کرد.

📌 پس کِی از هر کدام استفاده کنیم؟

اگر نیاز به جستجوی سریع عناصر داریم، از ArrayList استفاده کنیم.
اگر بیشتر عملیات ما حذف و اضافه است، LinkedList انتخاب بهتری است.

متدهای مهم در LinkedList 🔥

در LinkedList، متدهایی وجود دارد که مدیریت لیست را آسان‌تر می‌کند:

متد	توضیح
addFirst()	یک عنصر را به ابتدای لیست اضافه می‌کند.
addLast()	یک عنصر را به انتهای لیست اضافه می‌کند.
removeFirst()	اولین عنصر لیست را حذف می‌کند.
removeLast()	آخرین عنصر لیست را حذف می‌کند.
getFirst()	اولین عنصر لیست را برمی‌گرداند.
getLast()	آخرین عنصر لیست را برمی‌گرداند.

📌 مثال: استفاده از متدهای LinkedList

import java.util.LinkedList;

public class Main {
  public static void main(String[] args) {
    LinkedList<String> cars = new LinkedList<String>();

    // افزودن عناصر به لیست
    cars.add("Volvo");
    cars.add("BMW");
    cars.add("Ford");

    // افزودن به ابتدای لیست
    cars.addFirst("Tesla");

    // افزودن به انتهای لیست
    cars.addLast("Mazda");

    // نمایش اولین و آخرین عنصر
    System.out.println("اولین ماشین: " + cars.getFirst());
    System.out.println("آخرین ماشین: " + cars.getLast());

    // حذف اولین و آخرین عنصر
    cars.removeFirst();
    cars.removeLast();

    // نمایش لیست بعد از تغییرات
    System.out.println("لیست نهایی: " + cars);
  }
}

✅ خروجی:

اولین ماشین: Tesla
آخرین ماشین: Mazda
لیست نهایی: [Volvo, BMW, Ford]

جمع‌بندی 🎯

میتوان گفت LinkedList و ArrayList هر دو از لیست‌ها در جاوا هستند اما در نحوه ذخیره‌سازی متفاوتند.
ArrayList برای دسترسی سریع به داده‌ها مناسب است، در حالی که LinkedList برای افزودن و حذف سریع‌تر کاربرد دارد.
در LinkedList داده‌ها به هم متصل هستند و نیازی به جابجایی کل آرایه هنگام تغییرات نیست.
متدهایی مانند addFirst() و removeLast() مدیریت لیست را آسان‌تر می‌کنند.

📌 سوال چالش‌برانگیز 🤔
اگر بخواهی لیستی از تاریخ‌های ورود کاربران بسازی و مرتب‌سازی سریع برایت مهم باشد، از ArrayList استفاده می‌کنی یا LinkedList؟ چرا؟ 🧐