Java 集合系列05之 LinkedList详细介绍(源码解析)和使用示例

 

概要 

前面，我们已经学习了ArrayList，并了解了fail-fast机制。这一章我们接着学习List的实现类——LinkedList。
和学习ArrayList一样，接下来呢，我们先对LinkedList有个整体认识，然后再学习它的源码；最后再通过实例来学会使用LinkedList。内容包括：
第1部分 LinkedList介绍
第2部分 LinkedList数据结构
第3部分 LinkedList源码解析(基于JDK1.6.0_45)
第4部分 LinkedList遍历方式
第5部分 LinkedList示例

转载请注明出处：http://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3308807.html

 

第1部分 LinkedList介绍

LinkedList简介

LinkedList 是一个继承于AbstractSequentialList的双向链表。它也可以被当作堆栈、队列或双端队列进行操作。
LinkedList 实现 List 接口，能对它进行队列操作。
LinkedList 实现 Deque 接口，即能将LinkedList当作双端队列使用。
LinkedList 实现了Cloneable接口，即覆盖了函数clone()，能克隆。
LinkedList 实现java.io.Serializable接口，这意味着LinkedList支持序列化，能通过序列化去传输。
LinkedList 是非同步的。

 

LinkedList构造函数

// 默认构造函数LinkedList()// 创建一个LinkedList，保护Collection中的全部元素。LinkedList(Collection<? extends E> collection)

 

LinkedList的API 

LinkedList的APIboolean       add(E object)void          add(int location, E object)boolean       addAll(Collection<? extends E> collection)boolean       addAll(int location, Collection<? extends E> collection)void          addFirst(E object)void          addLast(E object)void          clear()Object        clone()boolean       contains(Object object)Iterator<E>   descendingIterator()E             element()E             get(int location)E             getFirst()E             getLast()int           indexOf(Object object)int           lastIndexOf(Object object)ListIterator<E>     listIterator(int location)boolean       offer(E o)boolean       offerFirst(E e)boolean       offerLast(E e)E             peek()E             peekFirst()E             peekLast()E             poll()E             pollFirst()E             pollLast()E             pop()void          push(E e)E             remove()E             remove(int location)boolean       remove(Object object)E             removeFirst()boolean       removeFirstOccurrence(Object o)E             removeLast()boolean       removeLastOccurrence(Object o)E             set(int location, E object)int           size()<T> T[]       toArray(T[] contents)Object[]     toArray()

 

AbstractSequentialList简介

在介绍LinkedList的源码之前，先介绍一下AbstractSequentialList。毕竟，LinkedList是AbstractSequentialList的子类。

AbstractSequentialList 实现了get(int index)、set(int index, E element)、add(int index, E element) 和 remove(int index)这些函数。这些接口都是随机访问List的，LinkedList是双向链表；既然它继承于AbstractSequentialList，就相当于已经实现了“get(int index)这些接口”。

此外，我们若需要通过AbstractSequentialList自己实现一个列表，只需要扩展此类，并提供 listIterator() 和 size() 方法的实现即可。若要实现不可修改的列表，则需要实现列表迭代器的 hasNext、next、hasPrevious、previous 和 index 方法即可。

 

第2部分 LinkedList数据结构

LinkedList的继承关系

java.lang.Object   ↳     java.util.AbstractCollection<E>         ↳     java.util.AbstractList<E>               ↳     java.util.AbstractSequentialList<E>                     ↳     java.util.LinkedList<E>public class LinkedList<E>    extends AbstractSequentialList<E>    implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable {}

 

LinkedList与Collection关系如下图：

LinkedList的本质是双向链表。
(01) LinkedList继承于AbstractSequentialList，并且实现了Dequeue接口。 
(02) LinkedList包含两个重要的成员：header 和 size。
　　header是双向链表的表头，它是双向链表节点所对应的类Entry的实例。Entry中包含成员变量： previous, next, element。其中，previous是该节点的上一个节点，next是该节点的下一个节点，element是该节点所包含的值。 
　　size是双向链表中节点的个数。

 

 

第3部分 LinkedList源码解析(基于JDK1.6.0_45)

为了更了解LinkedList的原理，下面对LinkedList源码代码作出分析。

在阅读源码之前，我们先对LinkedList的整体实现进行大致说明：
    LinkedList实际上是通过双向链表去实现的。既然是双向链表，那么它的顺序访问会非常高效，而随机访问效率比较低。
    既然LinkedList是通过双向链表的，但是它也实现了List接口{也就是说，它实现了get(int location)、remove(int location)等“根据索引值来获取、删除节点的函数”}。LinkedList是如何实现List的这些接口的，如何将“双向链表和索引值联系起来的”？
    实际原理非常简单，它就是通过一个计数索引值来实现的。例如，当我们调用get(int location)时，首先会比较“location”和“双向链表长度的1/2”；若前者大，则从链表头开始往后查找，直到location位置；否则，从链表末尾开始先前查找，直到location位置。
   这就是“双线链表和索引值联系起来”的方法。

好了，接下来开始阅读源码(只要理解双向链表，那么LinkedList的源码很容易理解的)。

package java.util;  2   3 public class LinkedList<E>  4     extends AbstractSequentialList<E>  5     implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable  6 {  7     // 链表的表头，表头不包含任何数据。Entry是个链表类数据结构。  8     private transient Entry<E> header = new Entry<E>(null, null, null);  9  10     // LinkedList中元素个数 11     private transient int size = 0; 12  13     // 默认构造函数：创建一个空的链表 14     public LinkedList() { 15         header.next = header.previous = header; 16     } 17  18     // 包含“集合”的构造函数:创建一个包含“集合”的LinkedList 19     public LinkedList(Collection<? extends E> c) { 20         this(); 21         addAll(c); 22     } 23  24     // 获取LinkedList的第一个元素 25     public E getFirst() { 26         if (size==0) 27             throw new NoSuchElementException(); 28  29         // 链表的表头header中不包含数据。 30         // 这里返回header所指下一个节点所包含的数据。 31         return header.next.element; 32     } 33  34     // 获取LinkedList的最后一个元素 35     public E getLast()  { 36         if (size==0) 37             throw new NoSuchElementException(); 38  39         // 由于LinkedList是双向链表；而表头header不包含数据。 40         // 因而，这里返回表头header的前一个节点所包含的数据。 41         return header.previous.element; 42     } 43  44     // 删除LinkedList的第一个元素 45     public E removeFirst() { 46         return remove(header.next); 47     } 48  49     // 删除LinkedList的最后一个元素 50     public E removeLast() { 51         return remove(header.previous); 52     } 53  54     // 将元素添加到LinkedList的起始位置 55     public void addFirst(E e) { 56         addBefore(e, header.next); 57     } 58  59     // 将元素添加到LinkedList的结束位置 60     public void addLast(E e) { 61         addBefore(e, header); 62     } 63  64     // 判断LinkedList是否包含元素(o) 65     public boolean contains(Object o) { 66         return indexOf(o) != -1; 67     } 68  69     // 返回LinkedList的大小 70     public int size() { 71         return size; 72     } 73  74     // 将元素(E)添加到LinkedList中 75     public boolean add(E e) { 76         // 将节点(节点数据是e)添加到表头(header)之前。 77         // 即，将节点添加到双向链表的末端。 78         addBefore(e, header); 79         return true; 80     } 81  82     // 从LinkedList中删除元素(o) 83     // 从链表开始查找，如存在元素(o)则删除该元素并返回true； 84     // 否则，返回false。 85     public boolean remove(Object o) { 86         if (o==null) { 87             // 若o为null的删除情况 88             for (Entry<E> e = header.next; e != header; e = e.next) { 89                 if (e.element==null) { 90                     remove(e); 91                     return true; 92                 } 93             } 94         } else { 95             // 若o不为null的删除情况 96             for (Entry<E> e = header.next; e != header; e = e.next) { 97                 if (o.equals(e.element)) { 98                     remove(e); 99                     return true;100                 }101             }102         }103         return false;104     }105 106     // 将“集合(c)”添加到LinkedList中。107     // 实际上，是从双向链表的末尾开始，将“集合(c)”添加到双向链表中。108     public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {109         return addAll(size, c);110     }111 112     // 从双向链表的index开始，将“集合(c)”添加到双向链表中。113     public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {114         if (index < 0 || index > size)115             throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index+116                                                 ", Size: "+size);117         Object[] a = c.toArray();118         // 获取集合的长度119         int numNew = a.length;120         if (numNew==0)121             return false;122         modCount++;123 124         // 设置“当前要插入节点的后一个节点”125         Entry<E> successor = (index==size ? header : entry(index));126         // 设置“当前要插入节点的前一个节点”127         Entry<E> predecessor = successor.previous;128         // 将集合(c)全部插入双向链表中129         for (int i=0; i<numNew; i++) {130             Entry<E> e = new Entry<E>((E)a[i], successor, predecessor);131             predecessor.next = e;132             predecessor = e;133         }134         successor.previous = predecessor;135 136         // 调整LinkedList的实际大小137         size += numNew;138         return true;139     }140 141     // 清空双向链表142     public void clear() {143         Entry<E> e = header.next;144         // 从表头开始，逐个向后遍历；对遍历到的节点执行一下操作：145         // (01) 设置前一个节点为null 146         // (02) 设置当前节点的内容为null 147         // (03) 设置后一个节点为“新的当前节点”148         while (e != header) {149             Entry<E> next = e.next;150             e.next = e.previous = null;151             e.element = null;152             e = next;153         }154         header.next = header.previous = header;155         // 设置大小为0156         size = 0;157         modCount++;158     }159 160     // 返回LinkedList指定位置的元素161     public E get(int index) {162         return entry(index).element;163     }164 165     // 设置index位置对应的节点的值为element166     public E set(int index, E element) {167         Entry<E> e = entry(index);168         E oldVal = e.element;169         e.element = element;170         return oldVal;171     }172  173     // 在index前添加节点，且节点的值为element174     public void add(int index, E element) {175         addBefore(element, (index==size ? header : entry(index)));176     }177 178     // 删除index位置的节点179     public E remove(int index) {180         return remove(entry(index));181     }182 183     // 获取双向链表中指定位置的节点184     private Entry<E> entry(int index) {185         if (index < 0 || index >= size)186             throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index+187                                                 ", Size: "+size);188         Entry<E> e = header;189         // 获取index处的节点。190         // 若index < 双向链表长度的1/2,则从前先后查找;191         // 否则，从后向前查找。192         if (index < (size >> 1)) {193             for (int i = 0; i <= index; i++)194                 e = e.next;195         } else {196             for (int i = size; i > index; i--)197                 e = e.previous;198         }199         return e;200     }201 202     // 从前向后查找，返回“值为对象(o)的节点对应的索引”203     // 不存在就返回-1204     public int indexOf(Object o) {205         int index = 0;206         if (o==null) {207             for (Entry e = header.next; e != header; e = e.next) {208                 if (e.element==null)209                     return index;210                 index++;211             }212         } else {213             for (Entry e = header.next; e != header; e = e.next) {214                 if (o.equals(e.element))215                     return index;216                 index++;217             }218         }219         return -1;220     }221 222     // 从后向前查找，返回“值为对象(o)的节点对应的索引”223     // 不存在就返回-1224     public int lastIndexOf(Object o) {225         int index = size;226         if (o==null) {227             for (Entry e = header.previous; e != header; e = e.previous) {228                 index--;229                 if (e.element==null)230                     return index;231             }232         } else {233             for (Entry e = header.previous; e != header; e = e.previous) {234                 index--;235                 if (o.equals(e.element))236                     return index;237             }238         }239         return -1;240     }241 242     // 返回第一个节点243     // 若LinkedList的大小为0,则返回null244     public E peek() {245         if (size==0)246             return null;247         return getFirst();248     }249 250     // 返回第一个节点251     // 若LinkedList的大小为0,则抛出异常252     public E element() {253         return getFirst();254     }255 256     // 删除并返回第一个节点257     // 若LinkedList的大小为0,则返回null258     public E poll() {259         if (size==0)260             return null;261         return removeFirst();262     }263 264     // 将e添加双向链表末尾265     public boolean offer(E e) {266         return add(e);267     }268 269     // 将e添加双向链表开头270     public boolean offerFirst(E e) {271         addFirst(e);272         return true;273     }274 275     // 将e添加双向链表末尾276     public boolean offerLast(E e) {277         addLast(e);278         return true;279     }280 281     // 返回第一个节点282     // 若LinkedList的大小为0,则返回null283     public E peekFirst() {284         if (size==0)285             return null;286         return getFirst();287     }288 289     // 返回最后一个节点290     // 若LinkedList的大小为0,则返回null291     public E peekLast() {292         if (size==0)293             return null;294         return getLast();295     }296 297     // 删除并返回第一个节点298     // 若LinkedList的大小为0,则返回null299     public E pollFirst() {300         if (size==0)301             return null;302         return removeFirst();303     }304 305     // 删除并返回最后一个节点306     // 若LinkedList的大小为0,则返回null307     public E pollLast() {308         if (size==0)309             return null;310         return removeLast();311     }312 313     // 将e插入到双向链表开头314     public void push(E e) {315         addFirst(e);316     }317 318     // 删除并返回第一个节点319     public E pop() {320         return removeFirst();321     }322 323     // 从LinkedList开始向后查找，删除第一个值为元素(o)的节点324     // 从链表开始查找，如存在节点的值为元素(o)的节点，则删除该节点325     public boolean removeFirstOccurrence(Object o) {326         return remove(o);327     }328 329     // 从LinkedList末尾向前查找，删除第一个值为元素(o)的节点330     // 从链表开始查找，如存在节点的值为元素(o)的节点，则删除该节点331     public boolean removeLastOccurrence(Object o) {332         if (o==null) {333             for (Entry<E> e = header.previous; e != header; e = e.previous) {334                 if (e.element==null) {335                     remove(e);336                     return true;337                 }338             }339         } else {340             for (Entry<E> e = header.previous; e != header; e = e.previous) {341                 if (o.equals(e.element)) {342                     remove(e);343                     return true;344                 }345             }346         }347         return false;348     }349 350     // 返回“index到末尾的全部节点”对应的ListIterator对象(List迭代器)351     public ListIterator<E> listIterator(int index) {352         return new ListItr(index);353     }354 355     // List迭代器356     private class ListItr implements ListIterator<E> {357         // 上一次返回的节点358         private Entry<E> lastReturned = header;359         // 下一个节点360         private Entry<E> next;361         // 下一个节点对应的索引值362         private int nextIndex;363         // 期望的改变计数。用来实现fail-fast机制。364         private int expectedModCount = modCount;365 366         // 构造函数。367         // 从index位置开始进行迭代368         ListItr(int index) {369             // index的有效性处理370             if (index < 0 || index > size)371                 throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index+ ", Size: "+size);372             // 若 “index 小于 ‘双向链表长度的一半’”，则从第一个元素开始往后查找；373             // 否则，从最后一个元素往前查找。374             if (index < (size >> 1)) {375                 next = header.next;376                 for (nextIndex=0; nextIndex<index; nextIndex++)377                     next = next.next;378             } else {379                 next = header;380                 for (nextIndex=size; nextIndex>index; nextIndex--)381                     next = next.previous;382             }383         }384 385         // 是否存在下一个元素386         public boolean hasNext() {387             // 通过元素索引是否等于“双向链表大小”来判断是否达到最后。388             return nextIndex != size;389         }390 391         // 获取下一个元素392         public E next() {393             checkForComodification();394             if (nextIndex == size)395                 throw new NoSuchElementException();396 397             lastReturned = next;398             // next指向链表的下一个元素399             next = next.next;400             nextIndex++;401             return lastReturned.element;402         }403 404         // 是否存在上一个元素405         public boolean hasPrevious() {406             // 通过元素索引是否等于0，来判断是否达到开头。407             return nextIndex != 0;408         }409 410         // 获取上一个元素411         public E previous() {412             if (nextIndex == 0)413             throw new NoSuchElementException();414 415             // next指向链表的上一个元素416             lastReturned = next = next.previous;417             nextIndex--;418             checkForComodification();419             return lastReturned.element;420         }421 422         // 获取下一个元素的索引423         public int nextIndex() {424             return nextIndex;425         }426 427         // 获取上一个元素的索引428         public int previousIndex() {429             return nextIndex-1;430         }431 432         // 删除当前元素。433         // 删除双向链表中的当前节点434         public void remove() {435             checkForComodification();436             Entry<E> lastNext = lastReturned.next;437             try {438                 LinkedList.this.remove(lastReturned);439             } catch (NoSuchElementException e) {440                 throw new IllegalStateException();441             }442             if (next==lastReturned)443                 next = lastNext;444             else445                 nextIndex--;446             lastReturned = header;447             expectedModCount++;448         }449 450         // 设置当前节点为e451         public void set(E e) {452             if (lastReturned == header)453                 throw new IllegalStateException();454             checkForComodification();455             lastReturned.element = e;456         }457 458         // 将e添加到当前节点的前面459         public void add(E e) {460             checkForComodification();461             lastReturned = header;462             addBefore(e, next);463             nextIndex++;464             expectedModCount++;465         }466 467         // 判断 “modCount和expectedModCount是否相等”，依次来实现fail-fast机制。468         final void checkForComodification() {469             if (modCount != expectedModCount)470             throw new ConcurrentModificationException();471         }472     }473 474     // 双向链表的节点所对应的数据结构。475     // 包含3部分：上一节点，下一节点，当前节点值。476     private static class Entry<E> {477         // 当前节点所包含的值478         E element;479         // 下一个节点480         Entry<E> next;481         // 上一个节点482         Entry<E> previous;483 484         /**485          * 链表节点的构造函数。486          * 参数说明：487          *   element  —— 节点所包含的数据488          *   next      —— 下一个节点489          *   previous —— 上一个节点490          */491         Entry(E element, Entry<E> next, Entry<E> previous) {492             this.element = element;493             this.next = next;494             this.previous = previous;495         }496     }497 498     // 将节点(节点数据是e)添加到entry节点之前。499     private Entry<E> addBefore(E e, Entry<E> entry) {500         // 新建节点newEntry，将newEntry插入到节点e之前；并且设置newEntry的数据是e501         Entry<E> newEntry = new Entry<E>(e, entry, entry.previous);502         newEntry.previous.next = newEntry;503         newEntry.next.previous = newEntry;504         // 修改LinkedList大小505         size++;506         // 修改LinkedList的修改统计数：用来实现fail-fast机制。507         modCount++;508         return newEntry;509     }510 511     // 将节点从链表中删除512     private E remove(Entry<E> e) {513         if (e == header)514             throw new NoSuchElementException();515 516         E result = e.element;517         e.previous.next = e.next;518         e.next.previous = e.previous;519         e.next = e.previous = null;520         e.element = null;521         size--;522         modCount++;523         return result;524     }525 526     // 反向迭代器527     public Iterator<E> descendingIterator() {528         return new DescendingIterator();529     }530 531     // 反向迭代器实现类。532     private class DescendingIterator implements Iterator {533         final ListItr itr = new ListItr(size());534         // 反向迭代器是否下一个元素。535         // 实际上是判断双向链表的当前节点是否达到开头536         public boolean hasNext() {537             return itr.hasPrevious();538         }539         // 反向迭代器获取下一个元素。540         // 实际上是获取双向链表的前一个节点541         public E next() {542             return itr.previous();543         }544         // 删除当前节点545         public void remove() {546             itr.remove();547         }548     }549 550 551     // 返回LinkedList的Object[]数组552     public Object[] toArray() {553     // 新建Object[]数组554     Object[] result = new Object[size];555         int i = 0;556         // 将链表中所有节点的数据都添加到Object[]数组中557         for (Entry<E> e = header.next; e != header; e = e.next)558             result[i++] = e.element;559     return result;560     }561 562     // 返回LinkedList的模板数组。所谓模板数组，即可以将T设为任意的数据类型563     public <T> T[] toArray(T[] a) {564         // 若数组a的大小 < LinkedList的元素个数(意味着数组a不能容纳LinkedList中全部元素)565         // 则新建一个T[]数组，T[]的大小为LinkedList大小，并将该T[]赋值给a。566         if (a.length < size)567             a = (T[])java.lang.reflect.Array.newInstance(568                                 a.getClass().getComponentType(), size);569         // 将链表中所有节点的数据都添加到数组a中570         int i = 0;571         Object[] result = a;572         for (Entry<E> e = header.next; e != header; e = e.next)573             result[i++] = e.element;574 575         if (a.length > size)576             a[size] = null;577 578         return a;579     }580 581 582     // 克隆函数。返回LinkedList的克隆对象。583     public Object clone() {584         LinkedList<E> clone = null;585         // 克隆一个LinkedList克隆对象586         try {587             clone = (LinkedList<E>) super.clone();588         } catch (CloneNotSupportedException e) {589             throw new InternalError();590         }591 592         // 新建LinkedList表头节点593         clone.header = new Entry<E>(null, null, null);594         clone.header.next = clone.header.previous = clone.header;595         clone.size = 0;596         clone.modCount = 0;597 598         // 将链表中所有节点的数据都添加到克隆对象中599         for (Entry<E> e = header.next; e != header; e = e.next)600             clone.add(e.element);601 602         return clone;603     }604 605     // java.io.Serializable的写入函数606     // 将LinkedList的“容量，所有的元素值”都写入到输出流中607     private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)608         throws java.io.IOException {609         // Write out any hidden serialization magic610         s.defaultWriteObject();611 612         // 写入“容量”613         s.writeInt(size);614 615         // 将链表中所有节点的数据都写入到输出流中616         for (Entry e = header.next; e != header; e = e.next)617             s.writeObject(e.element);618     }619 620     // java.io.Serializable的读取函数：根据写入方式反向读出621     // 先将LinkedList的“容量”读出，然后将“所有的元素值”读出622     private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)623         throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {624         // Read in any hidden serialization magic625         s.defaultReadObject();626 627         // 从输入流中读取“容量”628         int size = s.readInt();629 630         // 新建链表表头节点631         header = new Entry<E>(null, null, null);632         header.next = header.previous = header;633 634         // 从输入流中将“所有的元素值”并逐个添加到链表中635         for (int i=0; i<size; i++)636             addBefore((E)s.readObject(), header);637     }638 639 }

总结：
(01) LinkedList 实际上是通过双向链表去实现的。
        它包含一个非常重要的内部类：Entry。Entry是双向链表节点所对应的数据结构，它包括的属性有：当前节点所包含的值，上一个节点，下一个节点。
(02) 从LinkedList的实现方式中可以发现，它不存在LinkedList容量不足的问题。
(03) LinkedList的克隆函数，即是将全部元素克隆到一个新的LinkedList对象中。
(04) LinkedList实现java.io.Serializable。当写入到输出流时，先写入“容量”，再依次写入“每一个节点保护的值”；当读出输入流时，先读取“容量”，再依次读取“每一个元素”。
(05) 由于LinkedList实现了Deque，而Deque接口定义了在双端队列两端访问元素的方法。提供插入、移除和检查元素的方法。每种方法都存在两种形式：一种形式在操作失败时抛出异常，另一种形式返回一个特殊值（null 或 false，具体取决于操作）。

总结起来如下表格：

        第一个元素（头部）                 最后一个元素（尾部）        抛出异常        特殊值            抛出异常        特殊值插入    addFirst(e)    offerFirst(e)    addLast(e)        offerLast(e)移除    removeFirst()  pollFirst()      removeLast()    pollLast()检查    getFirst()     peekFirst()      getLast()        peekLast()

(06) LinkedList可以作为FIFO(先进先出)的队列，作为FIFO的队列时，下表的方法等价：

队列方法       等效方法add(e)        addLast(e)offer(e)      offerLast(e)remove()      removeFirst()poll()        pollFirst()element()     getFirst()peek()        peekFirst()

(07) LinkedList可以作为LIFO(后进先出)的栈，作为LIFO的栈时，下表的方法等价：

栈方法        等效方法push(e)      addFirst(e)pop()        removeFirst()peek()       peekFirst()

 

第4部分 LinkedList遍历方式

LinkedList遍历方式

LinkedList支持多种遍历方式。建议不要采用随机访问的方式去遍历LinkedList，而采用逐个遍历的方式。
(01) 第一种，通过迭代器遍历。即通过Iterator去遍历。

for(Iterator iter = list.iterator(); iter.hasNext();)    iter.next();

(02) 通过快速随机访问遍历LinkedList

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

(03) 通过另外一种for循环来遍历LinkedList

for (Integer integ:list)     ;

(04) 通过pollFirst()来遍历LinkedList

while(list.pollFirst() != null)    ;

(05) 通过pollLast()来遍历LinkedList

while(list.pollLast() != null)    ;

(06) 通过removeFirst()来遍历LinkedList

try {    while(list.removeFirst() != null)        ;} catch (NoSuchElementException e) {}

(07) 通过removeLast()来遍历LinkedList

try {    while(list.removeLast() != null)        ;} catch (NoSuchElementException e) {}

 

测试这些遍历方式效率的代码如下：

import java.util.List;  2 import java.util.Iterator;  3 import java.util.LinkedList;  4 import java.util.NoSuchElementException;  5   6 /*  7  * @desc 测试LinkedList的几种遍历方式和效率  8  *  9  * @author skywang 10  */ 11 public class LinkedListThruTest { 12     public static void main(String[] args) { 13         // 通过Iterator遍历LinkedList 14         iteratorLinkedListThruIterator(getLinkedList()) ; 15          16         // 通过快速随机访问遍历LinkedList 17         iteratorLinkedListThruForeach(getLinkedList()) ; 18  19         // 通过for循环的变种来访问遍历LinkedList 20         iteratorThroughFor2(getLinkedList()) ; 21  22         // 通过PollFirst()遍历LinkedList 23         iteratorThroughPollFirst(getLinkedList()) ; 24  25         // 通过PollLast()遍历LinkedList 26         iteratorThroughPollLast(getLinkedList()) ; 27  28         // 通过removeFirst()遍历LinkedList 29         iteratorThroughRemoveFirst(getLinkedList()) ; 30  31         // 通过removeLast()遍历LinkedList 32         iteratorThroughRemoveLast(getLinkedList()) ; 33     } 34      35     private static LinkedList getLinkedList() { 36         LinkedList llist = new LinkedList(); 37         for (int i=0; i<100000; i++) 38             llist.addLast(i); 39  40         return llist; 41     } 42     /** 43      * 通过快迭代器遍历LinkedList 44      */ 45     private static void iteratorLinkedListThruIterator(LinkedList<Integer> list) { 46         if (list == null) 47             return ; 48  49         // 记录开始时间 50         long start = System.currentTimeMillis(); 51          52         for(Iterator iter = list.iterator(); iter.hasNext();) 53             iter.next(); 54  55         // 记录结束时间 56         long end = System.currentTimeMillis(); 57         long interval = end - start; 58         System.out.println("iteratorLinkedListThruIterator：" + interval+" ms"); 59     } 60  61     /** 62      * 通过快速随机访问遍历LinkedList 63      */ 64     private static void iteratorLinkedListThruForeach(LinkedList<Integer> list) { 65         if (list == null) 66             return ; 67  68         // 记录开始时间 69         long start = System.currentTimeMillis(); 70          71         int size = list.size(); 72         for (int i=0; i<size; i++) { 73             list.get(i);         74         } 75         // 记录结束时间 76         long end = System.currentTimeMillis(); 77         long interval = end - start; 78         System.out.println("iteratorLinkedListThruForeach：" + interval+" ms"); 79     } 80  81     /** 82      * 通过另外一种for循环来遍历LinkedList 83      */ 84     private static void iteratorThroughFor2(LinkedList<Integer> list) { 85         if (list == null) 86             return ; 87  88         // 记录开始时间 89         long start = System.currentTimeMillis(); 90          91         for (Integer integ:list)  92             ; 93  94         // 记录结束时间 95         long end = System.currentTimeMillis(); 96         long interval = end - start; 97         System.out.println("iteratorThroughFor2：" + interval+" ms"); 98     } 99 100     /**101      * 通过pollFirst()来遍历LinkedList102      */103     private static void iteratorThroughPollFirst(LinkedList<Integer> list) {104         if (list == null)105             return ;106 107         // 记录开始时间108         long start = System.currentTimeMillis();109         while(list.pollFirst() != null)110             ;111 112         // 记录结束时间113         long end = System.currentTimeMillis();114         long interval = end - start;115         System.out.println("iteratorThroughPollFirst：" + interval+" ms");116     }117 118     /**119      * 通过pollLast()来遍历LinkedList120      */121     private static void iteratorThroughPollLast(LinkedList<Integer> list) {122         if (list == null)123             return ;124 125         // 记录开始时间126         long start = System.currentTimeMillis();127         while(list.pollLast() != null)128             ;129 130         // 记录结束时间131         long end = System.currentTimeMillis();132         long interval = end - start;133         System.out.println("iteratorThroughPollLast：" + interval+" ms");134     }135 136     /**137      * 通过removeFirst()来遍历LinkedList138      */139     private static void iteratorThroughRemoveFirst(LinkedList<Integer> list) {140         if (list == null)141             return ;142 143         // 记录开始时间144         long start = System.currentTimeMillis();145         try {146             while(list.removeFirst() != null)147                 ;148         } catch (NoSuchElementException e) {149         }150 151         // 记录结束时间152         long end = System.currentTimeMillis();153         long interval = end - start;154         System.out.println("iteratorThroughRemoveFirst：" + interval+" ms");155     }156 157     /**158      * 通过removeLast()来遍历LinkedList159      */160     private static void iteratorThroughRemoveLast(LinkedList<Integer> list) {161         if (list == null)162             return ;163 164         // 记录开始时间165         long start = System.currentTimeMillis();166         try {167             while(list.removeLast() != null)168                 ;169         } catch (NoSuchElementException e) {170         }171 172         // 记录结束时间173         long end = System.currentTimeMillis();174         long interval = end - start;175         System.out.println("iteratorThroughRemoveLast：" + interval+" ms");176     }177 178 }

执行结果：

iteratorLinkedListThruIterator：8 msiteratorLinkedListThruForeach：3724 msiteratorThroughFor2：5 msiteratorThroughPollFirst：8 msiteratorThroughPollLast：6 msiteratorThroughRemoveFirst：2 msiteratorThroughRemoveLast：2 ms

由此可见，遍历LinkedList时，使用removeFist()或removeLast()效率最高。但用它们遍历时，会删除原始数据；若单纯只读取，而不删除，应该使用第3种遍历方式。
无论如何，千万不要通过随机访问去遍历LinkedList！

 

第5部分 LinkedList示例

下面通过一个示例来学习如何使用LinkedList的常用API 

import java.util.List;  2 import java.util.Iterator;  3 import java.util.LinkedList;  4 import java.util.NoSuchElementException;  5   6 /*  7  * @desc LinkedList测试程序。  8  *  9  * @author skywang 10  * @email  kuiwu-wang@163.com 11  */ 12 public class LinkedListTest { 13     public static void main(String[] args) { 14         // 测试LinkedList的API 15         testLinkedListAPIs() ; 16  17         // 将LinkedList当作 LIFO(后进先出)的堆栈 18         useLinkedListAsLIFO(); 19  20         // 将LinkedList当作 FIFO(先进先出)的队列 21         useLinkedListAsFIFO(); 22     } 23      24     /* 25      * 测试LinkedList中部分API 26      */ 27     private static void testLinkedListAPIs() { 28         String val = null; 29         //LinkedList llist; 30         //llist.offer("10"); 31         // 新建一个LinkedList 32         LinkedList llist = new LinkedList(); 33         //---- 添加操作 ---- 34         // 依次添加1,2,3 35         llist.add("1"); 36         llist.add("2"); 37         llist.add("3"); 38  39         // 将“4”添加到第一个位置 40         llist.add(1, "4"); 41          42  43         System.out.println("\nTest \"addFirst(), removeFirst(), getFirst()\""); 44         // (01) 将“10”添加到第一个位置。  失败的话，抛出异常！ 45         llist.addFirst("10"); 46         System.out.println("llist:"+llist); 47         // (02) 将第一个元素删除。        失败的话，抛出异常！ 48         System.out.println("llist.removeFirst():"+llist.removeFirst()); 49         System.out.println("llist:"+llist); 50         // (03) 获取第一个元素。          失败的话，抛出异常！ 51         System.out.println("llist.getFirst():"+llist.getFirst()); 52  53  54         System.out.println("\nTest \"offerFirst(), pollFirst(), peekFirst()\""); 55         // (01) 将“10”添加到第一个位置。  返回true。 56         llist.offerFirst("10"); 57         System.out.println("llist:"+llist); 58         // (02) 将第一个元素删除。        失败的话，返回null。 59         System.out.println("llist.pollFirst():"+llist.pollFirst()); 60         System.out.println("llist:"+llist); 61         // (03) 获取第一个元素。          失败的话，返回null。 62         System.out.println("llist.peekFirst():"+llist.peekFirst()); 63      64  65         System.out.println("\nTest \"addLast(), removeLast(), getLast()\""); 66         // (01) 将“20”添加到最后一个位置。  失败的话，抛出异常！ 67         llist.addLast("20"); 68         System.out.println("llist:"+llist); 69         // (02) 将最后一个元素删除。        失败的话，抛出异常！ 70         System.out.println("llist.removeLast():"+llist.removeLast()); 71         System.out.println("llist:"+llist); 72         // (03) 获取最后一个元素。          失败的话，抛出异常！ 73         System.out.println("llist.getLast():"+llist.getLast()); 74  75  76         System.out.println("\nTest \"offerLast(), pollLast(), peekLast()\""); 77         // (01) 将“20”添加到第一个位置。  返回true。 78         llist.offerLast("20"); 79         System.out.println("llist:"+llist); 80         // (02) 将第一个元素删除。        失败的话，返回null。 81         System.out.println("llist.pollLast():"+llist.pollLast()); 82         System.out.println("llist:"+llist); 83         // (03) 获取第一个元素。          失败的话，返回null。 84         System.out.println("llist.peekLast():"+llist.peekLast()); 85  86           87  88         // 将第3个元素设置300。不建议在LinkedList中使用此操作，因为效率低！ 89         llist.set(2, "300"); 90         // 获取第3个元素。不建议在LinkedList中使用此操作，因为效率低！ 91         System.out.println("\nget(3):"+llist.get(2)); 92  93  94         // ---- toArray(T[] a) ---- 95         // 将LinkedList转行为数组 96         String[] arr = (String[])llist.toArray(new String[0]); 97         for (String str:arr)  98             System.out.println("str:"+str); 99 100         // 输出大小101         System.out.println("size:"+llist.size());102         // 清空LinkedList103         llist.clear();104         // 判断LinkedList是否为空105         System.out.println("isEmpty():"+llist.isEmpty()+"\n");106 107     }108 109     /**110      * 将LinkedList当作 LIFO(后进先出)的堆栈111      */112     private static void useLinkedListAsLIFO() {113         System.out.println("\nuseLinkedListAsLIFO");114         // 新建一个LinkedList115         LinkedList stack = new LinkedList();116 117         // 将1,2,3,4添加到堆栈中118         stack.push("1");119         stack.push("2");120         stack.push("3");121         stack.push("4");122         // 打印“栈”123         System.out.println("stack:"+stack);124 125         // 删除“栈顶元素”126         System.out.println("stack.pop():"+stack.pop());127         128         // 取出“栈顶元素”129         System.out.println("stack.peek():"+stack.peek());130 131         // 打印“栈”132         System.out.println("stack:"+stack);133     }134 135     /**136      * 将LinkedList当作 FIFO(先进先出)的队列137      */138     private static void useLinkedListAsFIFO() {139         System.out.println("\nuseLinkedListAsFIFO");140         // 新建一个LinkedList141         LinkedList queue = new LinkedList();142 143         // 将10,20,30,40添加到队列。每次都是插入到末尾144         queue.add("10");145         queue.add("20");146         queue.add("30");147         queue.add("40");148         // 打印“队列”149         System.out.println("queue:"+queue);150 151         // 删除(队列的第一个元素)152         System.out.println("queue.remove():"+queue.remove());153     154         // 读取(队列的第一个元素)155         System.out.println("queue.element():"+queue.element());156 157         // 打印“队列”158         System.out.println("queue:"+queue);159     }160 }

运行结果：

Test "addFirst(), removeFirst(), getFirst()"llist:[10, 1, 4, 2, 3]llist.removeFirst():10llist:[1, 4, 2, 3]llist.getFirst():1Test "offerFirst(), pollFirst(), peekFirst()"llist:[10, 1, 4, 2, 3]llist.pollFirst():10llist:[1, 4, 2, 3]llist.peekFirst():1Test "addLast(), removeLast(), getLast()"llist:[1, 4, 2, 3, 20]llist.removeLast():20llist:[1, 4, 2, 3]llist.getLast():3Test "offerLast(), pollLast(), peekLast()"llist:[1, 4, 2, 3, 20]llist.pollLast():20llist:[1, 4, 2, 3]llist.peekLast():3get(3):300str:1str:4str:300str:3size:4isEmpty():trueuseLinkedListAsLIFOstack:[4, 3, 2, 1]stack.pop():4stack.peek():3stack:[3, 2, 1]useLinkedListAsFIFOqueue:[10, 20, 30, 40]queue.remove():10queue.element():20queue:[20, 30, 40]