Java--LinkedList集合,链表

Posted MinggeQingchun

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了Java--LinkedList集合,链表相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

一、LinkedList

LinkedList 继承了 AbstractSequentialList 类,实现了 List 接口,可进行列表的相关操作

LinkedList 实现了 Queue 接口,可作为队列使用。

LinkedList 实现了 Deque 接口,可作为队列使用。

LinkedList 实现了 Cloneable 接口,可实现克隆。

LinkedList 实现了 java.io.Serializable 接口,即可支持序列化,能通过序列化去传输

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

    transient int size = 0;

    /**
     * Pointer to first node.
     * Invariant: (first == null && last == null) ||
     *            (first.prev == null && first.item != null)
     */
    transient Node<E> first;

    /**
     * Pointer to last node.
     * Invariant: (first == null && last == null) ||
     *            (last.next == null && last.item != null)
     */
    transient Node<E> last;

    /**
     * Constructs an empty list.
     */
    public LinkedList() 
    

    /**
     * Constructs a list containing the elements of the specified
     * collection, in the order they are returned by the collection's
     * iterator.
     *
     * @param  c the collection whose elements are to be placed into this list
     * @throws NullPointerException if the specified collection is null
     */
    public LinkedList(Collection<? extends E> c) 
        this();
        addAll(c);
    

    /**
     * Links e as first element.
     */
    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++;
    

    /**
     * Links e as last element.
     */
    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++;
    

    /**
     * Returns the first element in this list.
     *
     * @return the first element in this list
     * @throws NoSuchElementException if this list is empty
     */
    public E getFirst() 
        final Node<E> f = first;
        if (f == null)
            throw new NoSuchElementException();
        return f.item;
    

    /**
     * Returns the last element in this list.
     *
     * @return the last element in this list
     * @throws NoSuchElementException if this list is empty
     */
    public E getLast() 
        final Node<E> l = last;
        if (l == null)
            throw new NoSuchElementException();
        return l.item;
    

    /**
     * Removes and returns the first element from this list.
     *
     * @return the first element from this list
     * @throws NoSuchElementException if this list is empty
     */
    public E removeFirst() 
        final Node<E> f = first;
        if (f == null)
            throw new NoSuchElementException();
        return unlinkFirst(f);
    

    /**
     * Removes and returns the last element from this list.
     *
     * @return the last element from this list
     * @throws NoSuchElementException if this list is empty
     */
    public E removeLast() 
        final Node<E> l = last;
        if (l == null)
            throw new NoSuchElementException();
        return unlinkLast(l);
    

    /**
     * Inserts the specified element at the beginning of this list.
     *
     * @param e the element to add
     */
    public void addFirst(E e) 
        linkFirst(e);
    

    /**
     * Appends the specified element to the end of this list.
     *
     * <p>This method is equivalent to @link #add.
     *
     * @param e the element to add
     */
    public void addLast(E e) 
        linkLast(e);
    

    public int size() 
        return size;
    

    public boolean add(E e) 
        linkLast(e);
        return true;
    

    public boolean remove(Object o) 
        if (o == null) 
            for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) 
                if (x.item == null) 
                    unlink(x);
                    return true;
                
            
         else 
            for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) 
                if (o.equals(x.item)) 
                    unlink(x);
                    return true;
                
            
        
        return false;
    


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

    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;
        
    

ArrayList之所以检索效率比较高,不是单纯因为下标的原因,是因为底层数组发挥的作用。LinkedList集合照样有下标,但是检索/查找某个元素的时候效率比较低,因为只能从头节点开始一个一个遍历。

链表的优点: 由于链表上的元素在空间存储上内存地址不连续。 所以随机增删元素的时候不会有大量元素位移,因此随机增删效率较高。 遇到随机增删集合中元素的业务比较多时,优先使用LinkedList。

链表的缺点: 不能通过数学表达式计算被查找元素的内存地址,每一次查找都是从头节点开始遍历,直到找到为止。因此LinkedList集合检索/查找的效率 较低。


二、链表 

链表是一种常见的基础数据结构,是一种线性表,但是并不会按线性的顺序存储数据,而是在每一个节点里存到下一个节点的地址。

链表可分为单向链表双向链表

一个单向链表包含两个值:当前节点的数据data和一个指向下一个节点的内存地址Node(链接)

一个双向链表有三个整数值:当前节点数据data、向后的节点内存地址 、向前的节点内存地址

 1、单向链表

 对于链表数据结构来说:基本的单元是节点Node

单向链表,任何一个节点Node中都有两个属性:

(1)存储的数据data(每个结点的数据域都是一个 Object 类的对象)

(2)下一节点的内存地址

因为只有一个指针结点,称为单链表 

单向链表的第一个结点和最后一个结点,分别称为链表的 首结点和 尾结点

尾结点的特征是其 下一节点next 引用为空(null)

链表中每个结点的 下一节点next 引用都相当于一个指针,指向另一个结点,借助这些 next 引用,

我们可以从链表的首结点移动到尾结点。

在单链表中通常使用 head 引用来指向链表的首结点,由 head 引用可以完成对整个链表中所有节

点的访问。

单链表的一个重要特性就是只能通过前驱结点找到后续结点,而无法从后续结点找到前驱结点

链表优点:随机增删元素效率较高。(增删元素不涉及到大量元素位移)

链表缺点:查询效率较低,每一次查找某个元素时都需要从头节点开始往下遍历

2、双向链表

双向链表也叫双链表,是链表的一种,它的每个数据结点中都有两个指针,分别指向直接后继和直

接前驱。从双向链表中的任意一个结点开始,都可以很方便地访问它的前驱结点后继结点

双向链表的这种结构比起单链表,其改进之处正在于此,通过对前后节点的引用可以使得在整个

链表中,通过给定的值,可以从前或者向后遍历,大大提升了遍历查询的效率,一定程度上解决了

单链表的性能问题

以上是关于Java--LinkedList集合,链表的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

零基础学Java—LinkedList集合(四十)

数据结构与算法之PHP实现链表类(单链表/双链表/循环链表)

Java - LinkedList源码分析

从面试角度分析Java LinkedList源码

7 集合

分析:LinkedList源码