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Java LinkedList 源碼小結(jié)

2019-11-08 00:52:40
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供稿:網(wǎng)友

LinkedList作為實(shí)現(xiàn)了List接口的一個(gè)實(shí)現(xiàn)類,其底層采用雙向鏈表的方式構(gòu)建,相比于ArrayList可以更快的完成插入/刪除操作,但是隨機(jī)訪問速度慢,并且可以方便的實(shí)現(xiàn)隊(duì)列、棧等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(更好的選擇是ArrayDueue),LinkedList未實(shí)現(xiàn)同步,需要同步時(shí)采用Collections.synchronizedList()方法對(duì)其進(jìn)行包裝;

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

LinkedList的構(gòu)造函數(shù)有以下兩個(gè):

public LinkedList() {    }
public LinkedList(Collection<? extends E> c) {        this();        addAll(c);
    }默認(rèn)構(gòu)造方法,生成一個(gè)空的LinkedList,拷貝構(gòu)造方法,用其他集合中得到一個(gè)LinkedList;

LinkedList的操作主要有:在頭/尾添加/刪除元素、在任意位置添加/刪除元素、得到/修改某位置元素的值、某元素在鏈表中的位置、鏈表長度等;

LinkedList中的結(jié)點(diǎn)用內(nèi)部類Node實(shí)現(xiàn):

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;        }    }結(jié)點(diǎn)有指向前一個(gè)結(jié)點(diǎn)與后一個(gè)結(jié)點(diǎn)的指針,LinkedList還設(shè)置了頭指針和尾指針,用于快速的完成對(duì)頭/尾的操作;

1. link方法  包括linkFirst:將一個(gè)結(jié)點(diǎn)連接到鏈表頭部,考慮鏈表開始為空和不為空兩種情況,連接完成后鏈表長度+1;

private void linkFirst(E e) {        final Node<E> f = first;        final Node<E> newNode = new Node<>(null, e, f);        first = newNode;        if (f == null)            last = newNode;        else            f.prev = newNode;        size++;        modCount++;    }linkLast:將一個(gè)結(jié)點(diǎn)連接到鏈表尾部,與上文方法一致;

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++;    }link:將一個(gè)結(jié)點(diǎn)連接到鏈表中間;

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++;    }同樣有unlink的方法,unlinkFirst(),unlinkLast(),unLink()與上文類似;

2. get方法 包括:getFirst() 得到鏈表頭元素,會(huì)判斷鏈表是否為空,getLast() 得到鏈表末尾元素,會(huì)判斷鏈表是否為空;

3. remove方法類似,有removeFirst() ,removeLast();

    public E removeFirst() {        final Node<E> f = first;        if (f == null)            throw new NoSuchElementException();        return unlinkFirst(f);    }    public E removeLast() {        final Node<E> l = last;        if (l == null)            throw new NoSuchElementException();        return unlinkLast(l);    }

4. add方法有addFirst() 和addLast() ;

    public void addFirst(E e) {        linkFirst(e);    }    public void addLast(E e) {        linkLast(e);    }

5. size方法,得到鏈表現(xiàn)在的長度;

以上的方法均能在常數(shù)時(shí)間完成對(duì)鏈表的操作;

 6. clear方法:依次刪除鏈表中的元素,直至鏈表為空,執(zhí)行clear方法后鏈表會(huì)被回收;

public void clear() {        // Clearing all of the links between nodes is "unnecessary", but:        // - helps a generational GC if the discarded nodes inhabit        //   more than one generation        // - is sure to free memory even if there is a reachable Iterator        for (Node<E> x = first; x != null; ) {            Node<E> next = x.next;            x.item = null;            x.next = null;            x.prev = null;            x = next;        }        first = last = null;        size = 0;        modCount++;    }7. 鏈表的定位方法:

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;        }    }返回某位置上的元素;

public int indexOf(Object o) {        int index = 0;        if (o == null) {            for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {                if (x.item == null)                    return index;                index++;            }        } else {            for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {                if (o.equals(x.item))                    return index;                index++;            }        }        return -1;    }返回某元素第一次出現(xiàn)的位置,同理有返回元素最后一次出現(xiàn)的位置,就不再贅述;

這兩個(gè)查詢方法是線性時(shí)間復(fù)雜度的,配合前面的方法就可以完成在任意位置的插入,刪除,查詢和修改了;

public E get(int index) {        checkElementIndex(index);        return node(index).item;    }

public E set(int index, E element) {        checkElementIndex(index);        Node<E> x = node(index);        E oldVal = x.item;        x.item = element;        return oldVal;    }

public void add(int index, E element) {        checkPositionIndex(index);        if (index == size)            linkLast(element);        else            linkBefore(element, node(index));    }
public E remove(int index) {        checkElementIndex(index);        return unlink(node(index));    }checkElementIndex方法和checkPositionIndex方法用于判斷index是不是一個(gè)有效值;

8. LinkedList中封裝了棧與隊(duì)列的一些方法,如:peek方法,pop方法,push方法等,都是由上文提到的基本方法實(shí)現(xiàn)的;

9.LinkedList中有兩個(gè)Iterator,分別負(fù)責(zé)正序遍歷和反序遍歷;

private class ListItr implements ListIterator<E> //正序遍歷鏈表;
private class DescendingIterator implements Iterator<E> //反序遍歷鏈表;Iterator內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了next方法,hasnext等方法,對(duì)于用戶而言,可以直接使用;

對(duì)集合的遍歷最好采用Iterator;


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