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LinkedList的原理介绍 [复制链接]

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一、LinkedList的概述

LinkedList是双向链表实现的ListLinkedList是非线程安全的LinkedList元素允许为null,允许重复元素LinkedList是基于链表实现的,因此插入删除效率高,查找效率低(虽然有一个加速动作)LinkedList是基于链表实现的,因此不存在容量不足的问题,所以没有扩容的方法LinkedList还实现了栈和队列的操作方法,因此也可以作为栈、队列和双端队列来使用

二、LinkedList的分析

LinkedList的存储结构

LinkedList是由双链表的数据结构组成的

publicclassLinkedList{//元素个数transientintsize=0;/**指向第一个节点的指针不变性:1.如果first=null,则last=null2.如果first.prev==null,则first.item!=null*/transientNodeEfirst;/**指向最后一个节点的指针不变性:1.如果first=null,则last=null2.如果last.next==null,则last.item!=null*/transientNodeElast;privatestaticclassNodeE{Eitem;NodeEnext;//下一个Node的引用NodeEprev;//上一个Node的引用Node(NodeEprev,Eelement,NodeEnext){this.item=element;this.next=next;this.prev=prev;}}/**创建一个空list**/publicLinkedList(){}publicLinkedList(Collection?extendsEc){this();addAll(c);}}

添加元素

从头部添加

//从头插入publicvoidaddFirst(Ee){linkFirst(e);}privatevoidlinkFirst(Ee){finalNodeEf=first;finalNodeEnewNode=newNode(null,e,f);first=newNode;if(f==null)//当前List中没有元素,size=0last=newNode;elsef.prev=newNode;size++;modCount++;}

从尾部添加

publicbooleanadd(Ee){linkLast(e);returntrue;}publicvoidaddLast(Ee){linkLast(e);}voidlinkLast(Ee){finalNodeEl=last;finalNodeEnewNode=newNode(l,e,null);last=newNode;if(l==null)//当前List中没有元素,size=0first=newNode;elsel.next=newNode;size++;modCount++;}

删除节点

从头部删除

//移除首节点,并返回该节点的元素值publicEremove(){returnremoveFirst();}publicEremoveFirst(){finalNodeEf=first;if(f==null)thrownewNoSuchElementException();returnunlinkFirst(f);}//删除首节点fprivateEunlinkFirst(NodeEf){finalEelement=f.item;finalNodeEnext=f.next;f.item=null;f.next=null;//helpGCfirst=next;if(next==null)//size=1last=null;elsenext.prev=null;size--;modCount++;returnelement;}

从尾部移除

publicEremoveLast(){finalNodeEl=last;if(l==null)thrownewNoSuchElementException();returnunlinkLast(l);}privateEunlinkLast(NodeEl){finalEelement=l.item;finalNodeEprev=l.prev;l.item=null;l.prev=null;//helpGClast=prev;if(prev==null)//size=1first=null;elseprev.next=null;size--;modCount++;returnelement;}

根据索引移除

publicEremove(intindex){checkElementIndex(index);//检查索引index范围returnunlink(node(index));}Eunlink(NodeEx){finalEelement=x.item;finalNodeEnext=x.next;finalNodeEprev=x.prev;if(prev==null){//x为首节点first=next;}else{prev.next=next;x.prev=null;}if(next==null){//x为尾节点last=prev;}else{next.prev=prev;x.next=null;}x.item=null;size--;modCount++;returnelement;}

获取节点数据

获取头部数据

//获取首节点的数据

publicEgetFirst(){finalNodeEf=first;if(f==null)thrownewNoSuchElementException();returnf.item;}

获取尾部数据

//获取尾节点的数据

publicEgetLast(){finalNodeEl=last;if(l==null)thrownewNoSuchElementException();returnl.item;}

根据索引获取节点数据

//获取索引对应节点的数据

publicEget(intindex){checkElementIndex(index);returnnode(index).item;}

//类似折半查找

NodeEnode(intindex){if(index(size1)){//从前半部分查找NodeEx=first;for(inti=0;iindex;i++)x=x.next;returnx;}else{//从后半部分查找NodeEx=last;for(inti=size-1;iindex;i--)x=x.prev;returnx;}}

三、总结inkedList和ArrayList的比较

顺序插入速度ArrayList会比较快,因为ArrayList是基于数组实现的,数组是事先new好的,只要往指定位置塞一个数据就好了

LinkedList则不同,每次顺序插入的时候LinkedList将new一个对象出来,如果对象比较大,那么new的时间势必会长一点,再加上一些引用赋值的操作,所以顺序插入LinkedList必然慢于ArrayList

ArrayList的遍历效率会比LinkedList的遍历效率高一些

LinkedList做插入、删除的时候,慢在寻址,快在只需要改变前后Node的引用地址

ArrayList做插入、删除的时候,慢在数组元素的批量copy,快在寻址

如果确定插入、删除的元素是在前半段,那么就使用LinkedList

如果确定插入、删除的元素在比较靠后的位置,那么可以考虑使用ArrayList

如果不能确定插入、删除是在哪儿呢?建议使用LinkedList,

一来LinkedList整体插入、删除的执行效率比较稳定,没有ArrayList这种越往后越快的情况

二来插入元素的时候,弄得不好ArrayList就要进行一次扩容,而ArrayList底层数组扩容是一个既消耗时间又消耗空间的操作

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