java 中LinkedList详解,附带一部分源码和ArrayList的比较

来源:互联网 发布:网络优化培训费多少 编辑:程序博客网 时间:2024/03/29 17:19

数据结构一般分为两大类: 线性数据结构如线性表、栈、队列、串、数组、和文件 n个元素的有限序列,除了第一个元素,其他元素只有唯一的一个前驱,除了最后一个元素,其他元素只有一个唯一的后继,所有数据在同一个线性表中必须是相同的数据类型。
非线性数据结构 如树和图

下面这幅图表现的是我近期内要学习的一些集合类

这里写图片描述

ArrayList 和LinkedList的区别:
1.ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构,LinkedList基于链表的数据结构。 注意的是LinkedList是双向链表,但是在JDK 1.7中是不循环的双向链表,在以前的版本中是双向循环链表
2.对于随机访问get和set,ArrayList觉得优于LinkedList,因为LinkedList要移动指针。查找操作 ArrayList好
3.对于新增和删除操作add和remove,LinedList比较占优势,因为ArrayList要移动数据。 增删 LinedList 好
4. LinkedList需要更多的内存,因为ArrayList的每个索引的位置是实际的数据,而LinkedList中的每个节点中存储的是实际的数据和前后节点的位置。但是有时ArrayList在容量扩展的时候也会浪费掉很多内存。

LinkedList 有一个私有的内部类 Node,其也只有一个构造方法,里面有三个参数, 指向下一个节点的next, 携带的对象 item, 指向上一个节点的 prev

    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;        }    }  

第一: LinkedList的函数声明: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。即是意味着是线程不安全的

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

第二: LinkedList的构造方法, 可以看到其有两种构造方法,第一个是空的,为什么是空的呢?那它是怎样创建一个List的,查阅源码,我们可以看到,忽略了一些代码,它们是声明初始LinkedList成员变量的,就是下面的三个属性:

    transient int size = 0;    transient Node<E> first;    transient Node<E> last;

而且,我们发现它的内部类Node 是被定义为Static的,也就意味着它在类被加载的时候就已经被调用了, 构建顺序为首先在工程加载时初始静态代码;new一个对象时,先执行父类的非静态代码初始父类成员变量,然后执行父类的构造方法,接着初始子类的成员变量,最后才执行子类的构造方法,从而完成对象的创建。

无参构造为空实现。有参构造传入Collection对象,将对象转为数组,并按遍历顺序将数组首尾相连,全局变量first和last分别指向这个链表的第一个和最后一个,修改prev、next指向与原LinkedList对象链接。最终形成新链表。

private static class Node<E> {}
    //构造函数    public LinkedList() {    }   // 将一个集合构建    public LinkedList(Collection<? extends E> c) {        this();        addAll(c);public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {      return addAll(size, c);  }  // 在给定的位置插入一个集合中的所有对象 ,注意的是插入的对象**位于index定位的对象的前方**public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {      // 检查传入的索引值是否在合理范围内  index》=0  && index《=size    checkPositionIndex(index);      // 将给定的Collection对象转为Object数组      Object[] a = c.toArray();      int numNew = a.length;      // 数组为空的话,直接返回false      if (numNew == 0)          return false;      // 数组不为空      Node<E> pred, succ;      if (index == size) {          // index = size = 0 链表为空的时候进入这个条件。        succ = null;          pred = last;      } else {          // 链表非空时调用,node方法返回给定索引位置的节点对象          succ = node(index);          pred = succ.prev;      }      // 遍历数组,将数组的对象插入到节点中      for (Object o : a) {          @SuppressWarnings("unchecked") E e = (E) o;          Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, null);          if (pred == null)              first = newNode;          else              pred.next = newNode;          pred = newNode;      }      if (succ == null) {          last = pred; // 将当前链表最后一个节点赋值给last      } else {          // 链表非空时,将断开的部分连接上          pred.next = succ;          succ.prev = pred;      }      // 记录当前节点个数      size += numNew;      modCount++;      return true;  } // 根据索引定位对象所在的位置,从代码中我们可以看到其做了优化,只需要查找一半的元素就可以定位到,这是因为,它把下标和集合的长度size/2进行了比较,如果下标位于0--size/2 就从前往后查找, 如果坐标位于size/2---size 就从后往前查找,这也是双向链表的优势。    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;        }    }

注意的第一点: 根据索引定位对象所在的位置,从代码中我们可以看到其做了优化,只需要查找一半的元素就可以定位到,大大提升了效率,因此在get(index)方法中也使用了此种方法,原因请看上面关于Node(index)的分析。
注意的第二点:在给定的位置插入一个集合中的所有对象 或者在给定位置插入一个对象,注意的是插入的对象位于给定index定位的对象的前方 而不是后方 ,在add(index,Object)方法中也有体现,如下:是linkBefore(.., ..)

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

第三:因为LinkedList是链表,自身维护的是Node节点,里面还定义了几个属性 first last ,因此它多出来一些方法方便大家快捷使用,比如:
addfirst, addLast, getFirst, getlast, 等,但是和一般的增加删除方式是一致的,都是关于链表的增删修改, 需要注意的是在删除的时候,要将删除节点的 prev,next,Item全部设置为null以便于垃圾回收

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