LinkedList有序還是無序？

Linked List是一種基本的數據結構，它可以用來表示一組有序或無序的數據。從實現的角度，LinkedList可以是有序的也可以是無序的，這完全取決於我們在插入元素時所採取的策略。下面從多個方面闡述LinkedList有序還是無序。

一、插入元素的位置與有序性的關係

LinkedList有序或無序與插入元素的位置有很大關係。如果我們要將一個元素插入到LinkedList中的某個位置，比如第k個位置，那麼這個LinkedList必須是有序的。因為如果LinkedList是無序的，我們無法確定這個新元素應該插入到哪個位置，其它元素的位置也會發生變化，這將會帶來很大的麻煩。

而如果我們只是將新元素插入到LinkedList的尾部，或者只是將它插入到某個位置，但是不要求其它元素的位置改變，那麼LinkedList可以是有序的，也可以是無序的。這取決於我們是否有必要保持LinkedList的有序性。

// 插入元素到任意位置，需要保持LinkedList是有序的
public void insert(int val, int k) {
    if (k  size) throw new IllegalArgumentException("Illegal index.");
    Node node = new Node(val);
    if (k == 0) { // 插入到頭部
        node.next = head;
        head = node;
    } else if (k == size) { // 插入到尾部
        Node cur = head;
        while (cur.next != null) cur = cur.next;
        cur.next = node;
    } else { // 插入到中間某個位置
        Node prev = head;
        for (int i = 0; i < k - 1; i++) prev = prev.next;
        Node next = prev.next;
        prev.next = node;
        node.next = next;
    }
}

二、搜索元素的效率與有序性的關係

在LinkedList中，搜索一個元素需要從頭到尾遍歷這個LinkedList，直到找到指定元素或者遍歷到尾部。如果LinkedList是有序的，我們可以通過二分查找來優化搜索效率，這樣可以將搜索時間降低到O(logn)。而如果LinkedList是無序的，則只能採用線性查找，搜索時間為O(n)。

// 二分查找的實現，需要保持LinkedList是有序的
public boolean search(int val) {
    if (head == null) return false;
    Node left = head, right = null;
    // 找到LinkedList的尾部
    while (left != null) {
        right = left.next;
        left = right != null ? right : null;
    }
    // 二分查找
    left = head;
    while (left != right) {
        Node mid = left;
        int cnt = 0;
        // 計算左區間和右區間長度
        while (mid != right && cnt = val) {
            right = mid;
        } else {
            left = mid.next;
        }
    }
    return left.val == val;
}

三、刪除元素的效率與有序性的關係

在LinkedList中，刪除一個元素需要找到它的前一個元素，將它的next指針指向下下個元素，再將要刪除的元素置為空，這樣才能釋放掉要刪除的元素。如果LinkedList是有序的，我們可以採用二分查找先找到要刪除元素的位置，這樣可以將刪除時間降低到O(logn)。而如果LinkedList是無序的，則只能採用線性查找，刪除時間為O(n)。

// 刪除元素的實現，需要保持LinkedList是有序的
public void delete(int val) {
    if (head == null) return;
    Node left = head, right = null;
    // 找到LinkedList的尾部
    while (left != null) {
        right = left.next;
        left = right != null ? right : null;
    }
    // 二分查找
    left = head;
    while (left != right) {
        Node mid = left;
        int cnt = 0;
        // 計算左區間和右區間長度
        while (mid != right && cnt = val) {
            right = mid;
        } else {
            left = mid.next;
        }
    }
    // 刪除元素
    if (left.val == val) {
        Node prev = null, cur = head;
        while (cur != left) {
            prev = cur;
            cur = cur.next;
        }
        prev.next = left.next;
        left.next = null;
    }
}

四、是否必須保持有序？

除了上述三個方面的考慮，還有一個更根本的問題，那就是我們是否有必要保持LinkedList的有序性。如果我們的應用場景中，LinkedList的有序性是不必要的，那麼沒有必要犧牲效率去維護它的有序性。反而，如果我們一味地追求有序性，可能會導致我們忽略一些更重要的問題，比如演算法的複雜度、空間的利用率等。

總結

LinkedList是一種基本的數據結構，它可以用來表示有序或無序的數據。LinkedList有序還是無序主要取決於我們在插入元素、搜索元素、刪除元素時所採取的策略。具體來說，插入元素的位置與有序性的關係、搜索元素的效率與有序性的關係、刪除元素的效率與有序性的關係都是需要考慮的。然而，我們必須清楚，是否必須保持LinkedList的有序性才是最根本的問題。