1. 概述
某些编程场景需要同时满足动态分组和快速索引访问的需求。链表数组通过结合数组的固定位置访问特性和链表的灵活结构，提供了高效的解决方案。
本文将深入探讨链表数组的概念、实际应用场景，以及在Java中如何高效实现和测试这种数据结构。
2. 什么是链表数组？
在Java中，链表数组是一种特殊结构，其中每个索引位置存储的不是单个值，而是一个LinkedList<T>对象。这种设计既保留了数组的索引访问能力，又支持每个索引位置的动态插入和删除操作：
LinkedList<Integer>[] listArray = new LinkedList[3];
每个槽位初始化后都可以像普通数组元素一样访问：
listArray[0] = new LinkedList<>();
listArray[0].add(5);
这种结构特别适合需要同时满足索引访问和灵活存储的场景。
接下来我们看看它的实际应用场景。
3. 链表数组的典型应用场景
这种结构不只是编程技巧，它能解决很多实际问题。以下是几个典型应用场景：
- 图的邻接表表示：图中的每个节点都可以存储其相邻节点的列表，链表数组是实现邻接表的理想选择
- 哈希表的链地址法：当多个键哈希到同一索引时，可用链表存储冲突值
- 桶排序算法：将数字按范围分配到不同桶中，每个桶单独排序
- 基于索引的分组：用户、日志或事件等数据可按优先级、地区或年龄段等属性分类存储
理解了应用价值后，我们来看看具体实现方式。
4. 链表数组的使用示例
为演示链表数组的使用，我们考虑以下问题：
将一组整数分为三组：
- 组0：小于10的数
- 组1：10到19之间的数
- 组2：20及以上的数
先定义两个工具方法，分别处理List和Array形式的链表数组：
public static void allocateNumbers(int[] numbers, List<LinkedList<Integer>> groups) {
for (int num : numbers) {
int index = (num < 10) ? 0 : (num < 20 ? 1 : 2);
groups.get(index).add(num);
}
}
public static void allocateNumbers(int[] numbers, LinkedList<Integer>[] groups) {
for (int num : numbers) {
int index = (num < 10) ? 0 : (num < 20 ? 1 : 2);
groups[index].add(num);
}
}
两种实现都使用三元运算符确定分组索引，然后将数字添加到对应链表。
现在我们聚焦链表数组的几种创建方式。
5. 原始数组+初始化循环
使用原始数组是最直接的方式。我们先声明数组，再初始化每个元素：
public static LinkedList<Integer>[] createUsingRawArray() {
@SuppressWarnings("unchecked")
LinkedList<Integer>[] groups = new LinkedList[3];
for (int i = 0; i < groups.length; i++) {
groups[i] = new LinkedList<>();
}
return groups;
}
⚠️ 踩坑提示：由于Java不支持直接创建泛型数组，必须使用@SuppressWarnings("unchecked")抑制警告。我们创建长度为3的数组，然后循环初始化每个槽位。
使用示例：
int[] numbers = {3, 7, 12, 19, 25, 32};
LinkedList<Integer>[] groups = createUsingRawArray();
LinkedListArray.allocateNumbers(numbers, groups);
这种方式适合固定大小的桶式问题，性能高效但类型安全性稍弱。
6. 使用List存储LinkedList
更安全灵活的方式是使用ArrayList存储LinkedList对象：
public static List<LinkedList<Integer>> createUsingList() {
List<LinkedList<Integer>> groups = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 3; i++) {
groups.add(new LinkedList<>());
}
return groups;
}
✅ 优势：
- 完全类型安全，无需抑制警告
- 动态调整大小更灵活
- 更符合现代Java编码习惯
使用示例：
int[] numbers = {3, 7, 12, 19, 25, 32};
List<LinkedList<Integer>> groups = createUsingList();
LinkedListArray.allocateNumbers(numbers, groups);
这是实际开发中最推荐的实现方式。
7. Java 8 Stream API实现
偏好函数式编程风格？可以用Stream API简洁实现：
public static List<LinkedList<Integer>> createUsingStreams() {
List<LinkedList<Integer>> groups = new ArrayList<>();
IntStream.range(0, 3).forEach(i -> groups.add(new LinkedList<>()));
return groups;
}
使用IntStream.range()生成索引流，为每个索引创建链表。调用方式与之前相同：
List<LinkedList<Integer>> groups = createUsingStreams();
LinkedListArray.allocateNumbers(numbers, groups);
适合减少样板代码的场景，但可读性对不熟悉Stream的开发者可能稍差。
8. Java 8+的Arrays.setAll()方法
想用原始数组又不想写显式循环？试试Arrays.setAll()：
public static LinkedList<Integer>[] createUsingSetAll() {
@SuppressWarnings("unchecked")
LinkedList<Integer>[] groups = new LinkedList[3];
Arrays.setAll(groups, i -> new LinkedList<>());
return groups;
}
虽然仍需抑制警告，但初始化代码更简洁。使用方式：
LinkedList<Integer>[] groups = createUsingSetAll();
LinkedListArray.allocateNumbers(numbers, groups);
这是Java 8+中原始数组实现的最佳实践。
9. 总结
本文探讨了如何结合索引访问和动态数据处理能力实现链表数组。无论是图的邻接表、哈希表冲突处理，还是多组动态数据管理，这种结构都表现出色。
Java提供了多种实现方式：
- 原始数组+循环初始化：性能最佳但类型安全弱
- List存储LinkedList：类型安全且灵活，推荐首选
- Stream API：函数式风格，减少样板代码
- Arrays.setAll()：原始数组的现代实现方式
选择取决于具体场景、性能要求和团队编码规范。实际开发中，List<LinkedList<T>>通常是最佳平衡点。
本文所有代码示例可在GitHub仓库获取。