Java 集合 - LinkedList

JDK版本:JDK 1.8.0_110

1. 概述

LinkedList同时实现了List接口和Deque接口,也就是说它既可以看作一个顺序容器,又可以看作一个队列(Queue),同时又可以看作一个栈(Stack)。这样看来,LinkedList简直就是个全能冠军。当你需要使用栈或者队列时,可以考虑使用LinkedList,一方面是因为Java官方已经声明不建议使用Stack类,更遗憾的是,Java里根本没有一个叫做Queue的类(它是个接口名字)。关于栈或队列,现在的首选是ArrayDeque,它有着比LinkedList(当作栈或队列使用时)有着更好的性能。

2021-03-02-EeRthz

LinkedList的实现方式决定了所有跟下标相关的操作都是线性时间,而在首段或者末尾删除元素只需要常数时间。为追求效率LinkedList没有实现同步(synchronized),如果需要多个线程并发访问,可以先采用Collections.synchronizedList()方法对其进行包装。

2. LinkedLists实现

2.1 底层数据结构

LinkedList底层通过双向链表实现,本节将着重讲解插入和删除元素时双向链表的维护过程,也即是之间解跟List接口相关的函数,而将QueueStack以及Deque相关的知识放在下一节讲。双向链表的每个节点用内部类Node表示。LinkedList通过firstlast引用分别指向链表的第一个和最后一个元素。注意这里没有所谓的哑元,当链表为空的时候firstlast都指向null

其中Node是私有的内部类:

2.2 构造函数

2.3 getFirst(), getLast()

获取第一个元素, 和获取最后一个元素:

2.4 removeFirest(), removeLast(), remove(e), remove(index)

remove()方法也有两个版本,一个是删除跟指定元素相等的第一个元素remove(Object o),另一个是删除指定下标处的元素remove(int index)

2021-03-02-B4WsC0

删除元素 - 指的是删除第一次出现的这个元素, 如果没有这个元素,则返回false;判读的依据是equals方法, 如果equals,则直接unlink这个node;由于LinkedList可存放null元素,故也可以删除第一次出现null的元素;

remove(int index)使用的是下标计数, 只需要判断该index是否有元素即可,如果有则直接unlink这个node。

删除head元素:

删除last元素:

2.5 add()

add()方法有两个版本,一个是add(E e),该方法在LinkedList的末尾插入元素,因为有last指向链表末尾,在末尾插入元素的花费是常数时间。只需要简单修改几个相关引用即可;另一个是add(int index, E element),该方法是在指定下表处插入元素,需要先通过线性查找找到具体位置,然后修改相关引用完成插入操作。

2021-03-02-4BCqWn

add(int index, E element), 当index==size时,等同于add(E e); 如果不是,则分两步: 1.先根据index找到要插入的位置,即node(index)方法;2.修改引用,完成插入操作。

上面代码中的node(int index)函数有一点小小的trick,因为链表双向的,可以从开始往后找,也可以从结尾往前找,具体朝那个方向找取决于条件index < (size >> 1),也即是index是靠近前端还是后端。从这里也可以看出,linkedList通过index检索元素的效率没有arrayList高。

2.6 addAll()

addAll(index, c) 实现方式并不是直接调用add(index,e)来实现,主要是因为效率的问题,另一个是fail-fast中modCount只会增加1次;

2.7 clear()

为了让GC更快可以回收放置的元素,需要将node之间的引用关系赋空。

2.8 Positional Access 方法

通过index获取元素:

将某个位置的元素重新赋值:

将元素插入到指定index位置:

其它位置的方法:

2.9 查找操作

查找操作的本质是查找元素的下标。

查找第一次出现的index, 如果找不到返回-1;

查找最后一次出现的index, 如果找不到返回-1;

2.10 Queue 方法

2.11 Deque 方法

3. 参考

  • Java LinkedList源码剖析 结合源码对LinkedList进行讲解 http://www.cnblogs.com/CarpenterLee/p/5457150.html

最后更新于

这有帮助吗?