LinkedList的深入了解
什么是LinkedList?
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LinkedList是一种双向链表。那什么是双向链表?根据双向链表的特点就是会有头节点和尾节点，并且节点之间是通过前驱指针和后继指针来维护关系的，而不是像数组那样通过上下标来维护节点之间的关系的。也就是说双向链表即可以从头到尾遍历，也可以从尾到头遍历
LinkedList与ArrayList的区别
大致区别如下：
1、ArrayList是基于动态数组的数据结构，LinkedList是基于链表的数据结构
2、对于随机访问 get() 和 set() 操作，ArrayList优于LinkedList，因为LinkedList没有继承RandomAccess，而且LinkedList要移动指针
3、对于add(新增)操作和remove(删除)操作，LinkedList比较占优势，因为ArrayList要移动数据
LinkedList继承了哪些类与接口?
public class LinkedList
extends AbstractSequentialList
implements List, Deque, Cloneable, java.io.Serializable{
}
LinkedList 类继承了 AbstractSequentialList 类，并实现了 List、Deque、Cloneable、Serializable
LinkedList中主要的成员变量
// 初始化链表的长度为0
transient int size = 0;
// 指向头节点的变量
transient Node first;
// 指向尾节点的变量
transient Node last;
LinkedList的构造方法
LinkedList()
// 创建一个空的构造方法
public LinkedList() {
}
LinkedList(Collection c)
// 创建一个指定Collection对象作为参数的构造函数，元素的顺内由这个对象迭代返回的顺序决定
public LinkedList(Collection c) {
this();
addAll(c);
}
addAll(Collection c)方法
// 将集合中的所有元素从指定的位置开始插入这个列表
public boolean addAll(Collection c) {
return addAll(size, c);
}
addAll(int index, Collection c)方法
public boolean addAll(int index, Collection c) {
// 判断下标元素是否在链表的长度范围之内
checkPositionIndex(index);
// 将集合转换为Object数组
Object[] a = c.toArray();
// 计算Object数组的长度
int numNew = a.length;
// 如果Object数组长度为0
if (numNew == 0)
// 返回布尔值false
return false;
// pred节点为succ节点的前驱
Node pred, succ;
// 如果下标等于链表长度的时候
if (index == size) {
// succ节点指向为null
succ = null;
// pred节点指向尾节点
pred = last;
} else {
// 否则如果下标不等于链表长度的话，那么succ节点就是node()方法通过下标索引获得
succ = node(index);
// 获得链表中的对应的节点对象
pred = succ.prev;
}
// 遍历要添加内容的数组
for (Object o : a) {
@SuppressWarnings("unchecked") E e = (E) o;
// 创建新的节点，将遍历的值包装成Node节点
Node newNode = new Node<>(pred, e, null);
// 如果前驱节点为null
if (pred == null)
// 那么新的节点就是头节点
first = newNode;
else
// 否则pred指向新创建的节点
pred.next = newNode;
// pred节点往后移动一位
pred = newNode;
}
// 因为pred节点是succ节点的前驱节点，反过来也就是说succ是pred的后继节点
// 所以如果succ为null，表示pred为尾节点
if (succ == null) {
last = pred;
} else {
/**
* 否则如果succ不是尾节点，那么只要保证pred节点是succ节点的前驱节点、
succ节点是pred的后继节点这种双向链表的关系就可以了
*/
pred.next = succ;
succ.prev = pred;
}
// 元素个数增加
size += numNew;
modCount++;
return true;
}
checkPositionIndex(int index)方法
private void checkPositionIndex(int index) {
if (!isPositionIndex(index))
// 抛出 IndexOutOfBoundsException 异常
throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}
isPositionIndex(int index)方法
private boolean isPositionIndex(int index) {
// 这个这么简单就不解释了吧
return index >= 0 && index <= size;
}
Node节点
private static class Node {
E item; // 节点的值
Node next; // 指向前一个节点
Node prev; // 指向后一个节点
// 初始化
Node(Node prev, E element, Node next) {
this.item = element;
this.next = next;
this.prev = prev;
}
}
LinkedList的常用方法
add(E e)
// 使用双向链表的尾插法
public boolean add(E e) {
// 将元素插入到链表尾部
linkLast(e);
return true;
}
linkLast(E e)
// 插入的节点为尾节点
void linkLast(E e) {
// 创建一个节点并初始化为尾节点
final Node l = last;
// 初始化新的节点，前驱的节点为l，后继节点为null
final Node newNode = new Node<>(l, e, null);
// 因为是在链表的尾部插入节点，所以新的节点作为尾节点(这个不难理解)
last = newNode;
// l节点作为newNode节点的前驱节点，如果l为空，则说明newNode前驱节点为空
if (l == null)
// 在双向链表中，前驱节点为空，那么该节点为头节点
first = newNode;
else
// 否则 l 的下一个节点指向该节点
l.next = newNode;
// 链表长度+1
size++;
modCount++;
}
add(int index, E element)
// 指定位置插入元素
public void add(int index, E element) {
// 判断下标索引是否在链表长度范围内(上述讲到过)
checkPositionIndex(index);
// 如果下标索引等于链表长度
if (index == size)
// 则采用尾插法(刚刚讲到过)
linkLast(element);
else
// 否则采用头插法
linkBefore(element, node(index));
}
linkBefore()
// 插入的节点为头节点，在节点succ之前插入元素e
void linkBefore(E e, Node succ) {
// assert succ != null;
// succ节点的前驱节点为pred
final Node pred = succ.prev;郑州哪家医院看妇科好 http://www.120zzkd.com/
// 初始化新的前驱节点为pred，后继节点为succ(简单地说就是在pred和succ节点之间插入元素)
final Node newNode = new Node<>(pred, e, succ);
// 后继节点为succ，succ的前驱节点为newNode
succ.prev = newNode;
// 如果pred为null
if (pred == null)
// 则newNode为头节点
first = newNode;
else
// 否则pred的下一个节点指向newNode
pred.next = newNode;
// 链表长度+1
size++;
modCount++;
}
remove(Object o)
// 删除元素
public boolean remove(Object o) {
/** 通过双向链表的前后关系，遍历双向链表。
* 判断是否存在元素和要删除的元素相同。
* 如果遍历到了，那么就删除元素，并且返回true
*/
if (o == null) {
for (Node x = first; x != null; x = x.next) {
if (x.item == null) {
unlink(x);
return true;
}
}
} else {
for (Node x = first; x != null; x = x.next) {
if (o.equals(x.item)) {
unlink(x);
return true;
}
}
}
// 如果没遍历到，那么就返回false
return false;
}
unlink()
// 删除非空节点
E unlink(Node x) {
// assert x != null;
final E element = x.item;
// 获取该元素的后继节点
final Node next = x.next;
// 获取该元素的前驱节点
final Node prev = x.prev;
// 如果前驱节点pred为null
if (prev == null) {
// 表示当前要删除的节点为头节点，让pred的后继节点作为头节点
first = next;
} else {
// 否则直接使用双向链表删除节点
prev.next = next;
// 将删除节点x的前驱节点设置为null
x.prev = null;
}
// 如果后继节点为null
if (next == null) {
// 表示当前删除的节点为尾节点，将前驱节点作为尾节点
last = prev;
} else {
// 否则如果后继节点不为null，使用双向链表删除节点
next.prev = prev;
// 将删除节点x的后继节点设置为null
x.next = null;
}
// 将删除节点的值设置为null，方便垃圾回收
x.item = null;
// 链表长度-1
size--;
modCount++;
return element;
}
get(int index)
// 获取下标元素
public E get(int index) {
// 判断下标是否在链表长度范围内(上述讲到过)
checkElementIndex(index);
// 获取下标节点，返回节点的值
return node(index).item;
}
node(int index)
// 获取下标节点
Node node(int index) {
// assert isElementIndex(index);
// 判断下标索引是靠近头节点还是尾节点
if (index < (size >> 1)) {
// 获取头节点
Node x = first;
// 遍历index的节点
for (int i = 0; i < index; i++)
x = x.next;
return x;
} else {
// 获取尾节点
Node x = last;
// 遍历index的节点
for (int i = size - 1; i > index; i--)
x = x.prev;
return x;
}
}
总结
1、LinkedList 添加的元素在取的时候与添加的时候的顺序一致。因为向双向链表的尾部添加元素，然后按照头节点顺序遍历获取，所以一致
2、LinkedList 允许添加重复元素
3、LinkedList 不是线程安全的集合
4、LinkedList 允许添加 null 元素
5、add 方法插入元素是在双向链表的尾部插入
6、get 方法遍历双向链表，先判断下标靠近头节点还是尾节点，这样会减少多余的循环
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