Java集合-04LinkedList源码解析

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Java集合-04LinkedList源码解析

时间:2019-06-13本站浏览次数:392

       

回顾与对比

上一章讲到了ArrayList,你也可以在github上查看,ArrayList底层基于数组,所以支持随机访问,因为你可以通过下标访问到具体的数据,而LinkedList则是基于链表,这种不同造成它俩有各自的优缺点;ArrayList随机访问数据快,而在中间增加删除较慢,LinkedList相反,随机访问较慢,在中间增加删除较快;访问前面已经提到ArrayList是支持随机访问的,LinkedList访问一个元素的时候需要从前或者从后遍历(后文会提到会让访问的元素位置与list长度一半作比较选择从前还是从后遍历,这样会提高一定的速度,当时和ArrayList比较起来肯定是差一些的);而添加时候呢,ArrayList因为底层是数组,如果容量选择不合适,需要扩容,这涉及到数组的拷贝,是耗时耗空间的,同时在中间添加时候,回导致后面的元素都需要重写排列,而Linked List只需要改变节点的前后指向就可以了

LinkedList简介

LinkedList基于双向链表,即FIFO(先进先出)和FILO(先进后出)都是支持的,这样它可以作为堆栈,队列使用

public class LinkedList<E> extends AbstractSequentialList<E> implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable

继承AbstractSequentialList,该类我认为和RandomAccess是一个对立,它通过次序访问数据,实现了List,Deque,Cloneable和Serializable接口

LinkedList构造函数

    public LinkedList()

    LinkedList(Collection<? extends E> c)

    可以看出和ArrayList对比是少了一个指定容量的构造函数,因为LinkedList不存在扩容的概念,它通过判断链表的节点next属性判断是否还有下一个节点,增加删除都是针对节点prev和next属性;

结构分析

从结构图可以看出LinkedList有三个属性,size:LinkedList大小,first:LinkedList的第一个节点,last:LinkedList最后一个节点

LinkedList源码分析(java version:1.8.0_111)

Node

private static class Node<E> { E item; Node<E> next; Node<E> prev; Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) { this.item = element; this.next = next; this.prev = prev; } }

链表节点Node:LinkedList内部类Node代表的就是节点信息,item表示的是我们存储在链表当前位置的数据,next记录的是下一个节点指向,prev记录的是上一个节点指向,这样俯视看LinkedList就会像下面图

添加元素

public boolean add(E e) { linkLast(e); return true; }

void linkLast(E e) { final Node<E> l = last; final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null); last = newNode; if (l == null) first = newNode; else l.next = newNode; size++; modCount++; }

可以看出来,默认时候我们添加元素都是在LinkedList末尾添加元素的,当我们添加一个元素e时候,先创建一个prev指向LinkedList最后一个节点,item为e,next指向null的节点newNode,然后LinkedList的last就指向了newNode,再让LinkedList原来的最后一个节点指向newNode


public void add(int index, E element) { checkPositionIndex(index); if (index == size) linkLast(element); else linkBefore(element, node(index)); }

Node<E> node(int index) { // assert isElementIndex(index); if (index < (size >> 1)) { Node<E> x = first; for (int i = 0; i < index; i++) x = x.next; return x; } else { Node<E> x = last; for (int i = size - 1; i > index; i--) x = x.prev; return x; } }

void linkBefore(E e, Node<E> succ) { // assert succ != null; final Node<E> pred = succ.prev; final Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, succ); succ.prev = newNode; if (pred == null) first = newNode; else pred.next = newNode; size++; modCount++; }

添加指定元素到指定位置:从代码中可以看出,首先检查当前index是否合法,然后和LinkedList的长度比较,如果相等这是再末尾添加元素,上一个add方法类似;如果不相等则是再LinkedList中间段添加,此时取出原来在index位置的节点,添加一个新节点,改变对应的节点指向

这里的node(int index)方法是比较有趣的,你查看源码时候会发现这个方法好像总是在出现,因为本质上来说,LinkedList的操作就是节点的操作,而对应的定位到某个位置的节点这个方法当然出现的频率就是有点高了,在开始的时候知道LinkedList的几个属性,可以看出来如果我们想知道节点信息只能从first和last属性着手,这也是node(int index)方法的由来,是从开始还是从最后遍历这个方法做了个判断,能加快一定的遍历速度

LinkedList遍历

1.迭代器遍历

Iterator iterator = list.iterator();while (iterator.hasNext()){ iterator.next();}

2.ForEach遍历

for (Object s : list)

3.随机访问遍历

for (int i =0; i<list.size();i++){ list.get(i);}

4.pollFirst()/pollLast()/removeFirst()/removeLast()方法

while (list.pollFirst() != null){ }

总结

对应的LinkedList的增删改查操作都是对节点的prev,next和item的操作,遍历测试可以发现使用随机访问遍历时候速度是最慢的,因为在每一次list.get(index)时候都从开始或者最后遍历一次链表[查看源码可以看见get方法也是需要上面的node(index)方法],而foreach和迭代器速度差不多




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