乐鱼电竞

    教育行业A股IPO第一股（股票代码 003032）

    全国咨询/投诉热线：400-618-4000

    java培训：LinkedList的原理介绍

    更新时间:2020年03月15日22时35分 来源:乐鱼播客 浏览次数:

    一、LinkedList的概述

    1. LinkedList是双向链表实现的List

    2. LinkedList是非线程安全的

    3. LinkedList元素允许为null，允许重复元素

    4. 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)

    5. 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

    6. 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。推荐了解java培训课程。

    LinkedList01


    二、LinkedList的分析

    2.1LinkedList的存储结构

    LinkedList是由双链表的数据结构组成的

    public class LinkedList{
        // 元素个数
        transient int size = 0;
        /**
        * 指向第一个节点的指针
        * 不变性:
        * 1. 如果first = null，则last=null
        * 2. 如果first.prev == null，则first.item != null
        */
        transient Node<E> first;
        /**
        * 指向最后一个节点的指针
        * 不变性:
        * 1. 如果first = null，则last = null
        * 2. 如果last.next == null，则last.item != null
        */
         transient Node<E> last;
         private static class Node<E> {
            E item;
            Node<E> next; // 下一个Node的引用
            Node<E> prev; // 上一个Node的引用
            Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
                this.item = element;
                this.next = next;
                this.prev = prev;
            }
    }
    /**
      * 创建一个空list
      * */
        public LinkedList() {
        }
        public LinkedList(Collection<? extends E> c) {
            this();
            addAll(c);
        }
    }
    LinkedList02


    2.2添加元素

    2.2.1从头部添加

    // 从头插入
    public void addFirst(E e) {
        linkFirst(e);
    }
    private void linkFirst(E e) {
        final Node<E> f = first;
        final Node<E> newNode = new Node<>(null, e, f);
        first = newNode;
        if (f == null) // 当前List中没有元素，size=0
            last = newNode;
        else
            f.prev = newNode;
        size++;
        modCount++;
    }
    LinkedList03


    2.2.2从尾部添加

    public boolean add(E e) {
        linkLast(e);
        eturn true;
    }
    public void addLast(E e) {
        linkLast(e);
    }
    void linkLast(E e) {
        final Node<E> l = last;
        final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
        last = newNode;
        if (l == null)// 当前List中没有元素，size=0
            first = newNode;
        else
            l.next = newNode;
        size++;
        modCount++;
    }
    LinkedList04

    2.3.删除节点

    2.3.1从头部删除

    // 移除首节点，并返回该节点的元素值
    public E remove() {
        return removeFirst();
    }
    public E removeFirst() {
        final Node<E> f = first;
        if (f == null)
        throw new NoSuchElementException();
        return unlinkFirst(f);
    }
    // 删除首节点f
    private E unlinkFirst(Node<E> f) {
        final E element = f.item;
        final Node<E> next = f.next;
        f.item = null;
        f.next = null; // help GC
        first = next;
        if (next == null) // size=1
            last = null;
        else
            next.prev = null;
        size--;
        modCount++;
        return element;
    }

    LinkedList05


    2.3.2从尾部移除

    LinkedList06


    2.3.3根据索引移除

    public E remove(int index) {
        checkElementIndex(index);// 检查索引index范围
        return unlink(node(index));
    }
    E unlink(Node<E> x) {
        final E element = x.item;
        final Node<E> next = x.next;
        final Node<E> prev = 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++;
        return element;
    }
    LinkedList07

    2.4获取节点数据

    2.4.1获取头部数据
    // 获取首节点的数据

    public E getFirst() {
        final Node<E> f = first;
        if (f == null)
        throw new NoSuchElementException();
        return f.item;
    }

    2.4.2获取尾部数据
    // 获取尾节点的数据

    public E getLast() {
        final Node<E> l = last;
        if (l == null)
        throw new NoSuchElementException();
        return l.item;
    }

    2.4.3根据索引获取节点数据

    // 获取索引对应节点的数据
    public E get(int index) {
        checkElementIndex(index);
        return node(index).item;
    }
    // 类似折半查找
    Node<E> node(int index) {
        if (index < (size >> 1)) {// 从前半部分查找
        Node<E> x = first;
        for (int i = 0; i < index; i++)
        x = x.next;
       return x;
        } else {// 从后半部分查找
            Node<E> x = last;
            for (int i = size - 1; i > index; i--)
            x = x.prev;
            return x;
        }
    }


    三、总结:LinkedList和ArrayList的比较

    1. 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

    2. 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

    3. ArrayList的遍历效率会比LinkedList的遍历效率高一些

    4. 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

    5. ArrayList做插入、删除的时候，慢在数组元素的批量copy，快在寻址

    (1) 如果确定插入、删除的元素是在前半段，那么就使用LinkedList

    (2) 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

    (3) 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


    猜你喜欢

    北京比较好的Java培训机构

    0 分享到：
    和我们在线交谈！
    【网站地图】【sitemap】