关于 LindedList 我想说
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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了关于 LindedList 我想说相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
LinkedList 的一些认识:
- 继承于AbstractSequentialList的双向链表,可以被当作堆栈、队列或双端队列进行操作
- 有序,非线程安全的双向链表,默认使用尾部插入法
- 适用于频繁新增或删除场景,频繁访问场景请选用ArrayList
- 插入和删除时间复杂为O(1),其余最差O(n)
- 由于实现Deque接口,双端队列相关方法众多,会专门来讲,这里不多加详述
■ 类定义
public class LinkedList<E> extends AbstractSequentialList<E> implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable
- 继承 AbstractSequentialList,能被当作堆栈、队列或双端队列进行操作
- 实现 List 接口,能进行队列操作
- 实现 Deque 接口,能将LinkedList当作双端队列使用
- 实现 Cloneable 接口,重写 clone() ,能克隆(浅拷贝)
- 实现 java.io.Serializable 接口,支持序列化
■ 全局变量
/** * 当前链表元素数量 */ transient int size = 0; /** * Pointer to first node. * Invariant: (first == null && last == null) || (first.prev == null && first.item != null) * 链表头部节点 */ transient Node<E> first; /** * Pointer to last node. * Invariant: (first == null && last == null) || (last.next == null && last.item != null) * 链表尾部节点 */ transient Node<E> last;
■ 构造器
/** * Constructs an empty list. * 默认空构造器 -- 注意LinkedList并不提供指定容量的构造器 */ public LinkedList() { } /** * Constructs a list containing the elements of the specified * collection, in the order they are returned by the collection‘s iterator. * 支持将一个Collection转换成LinkedList * * @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); }
■ Node节点
/** * 存储对象的结构: * 每个Node节点包含了上一个节点和下一个节点的引用,从而构成了双向的链表 */ private static class Node<E> { E item;//存储元素 Node<E> next;// 指向下一个节点 Node<E> prev;// 指向上一个节点 //注意第一个元素是prev,第二个元素才是存储元素即可 Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) { this.item = element; this.next = next; this.prev = prev; } }
■主要方法
- add()
/** * Appends the specified element to the end of this list. * <p>This method is equivalent to {@link #addLast}. * 插入一个新元素到链表尾部 * @param e element to be appended to this list * @return {@code true} (as specified by {@link Collection#add}) 返回插入结果 */ public boolean add(E e) { linkLast(e); return true; } /** * Inserts the specified element at the specified position in this list. * Shifts the element currently at that position (if any) and any * subsequent elements to the right (adds one to their indices). * 插入一个新元素到指定下标位置,大于该下标的所有元素统一向右移动一位 * @param index index at which the specified element is to be inserted * @param element element to be inserted * @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc} */ public void add(int index, E element) { checkPositionIndex(index);//下标边界校验 if (index == size) //当下标==链表长度时,尾部插入 linkLast(element); else linkBefore(element, node(index));//否则,前部插入(起始位置为index) }
- linkLast()
/** * Links e as last element. * 将e变为链表的最后一个元素 */ void linkLast(E e) { final Node<E> l = last; final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);//注意:新建node的next为null last = newNode;//将新建node作为链表尾部节点 //当原队尾为null时,即链表为空时 if (l == null) first = newNode;//将新建node同时作为链表头部节点 else l.next = newNode;//将原链表尾部节点的next引用指向新建node,形成链表结构 size++;//当前链表长度+1 modCount++;//新增操作属于结构性变动,modCount计数+1 }
- get()
/** * Returns the element at the specified position in this list. * 获取指定下标元素 * @param index index of the element to return * @return the element at the specified position in this list * @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc} */ public E get(int index) { checkElementIndex(index); //判断下标是否存在元素 return node(index).item; //注意返回不是node,而是item;同时node一定不为null,而item允许为null }
- remove()
/** * Retrieves and removes the head (first element) of this list. * 默认删除头部节点 * @return the head of this list * @throws NoSuchElementException if this list is empty * @since 1.5 */ public E remove() { return removeFirst(); } /** * Removes the element at the specified position in this list. Shifts any * subsequent elements to the left (subtracts one from their indices). * Returns the element that was removed from the list. * 根据下标删除元素 * @param index the index of the element to be removed * @return the element previously at the specified position * @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc} */ public E remove(int index) { checkElementIndex(index);//边界校验 index >= 0 && index < size return unlink(node(index));//解绑操作 } /** * Removes the first occurrence of the specified element from this list,if it is present. * If this list does not contain the element, it is unchanged. * More formally, removes the element with the lowest index {@code i} such that * <tt>(o==null?get(i)==null:;o.equals(get(i)))</tt> (if such an element exists). * Returns {@code true} if this list contained the specified element (or equivalently, * if this list changed as a result of the call). * 直接移除某个元素: * 当该元素不存在,不会发生任何变化 * 当该元素存在且成功移除时,返回true,否则false * 当有重复元素时,只删除第一次出现的同名元素 : * 例如只移除第一次出现的null(即下标最小时出现的null) * @param o element to be removed from this list, if present * @return {@code true} if this list contained the specified element */ public boolean remove(Object o) { //虽然跟ArrayList一样需要遍历,但由于不需要调用耗时的`System.arraycopy`,效率更高 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; }
- unlink()
/** * Unlinks non-null node x. * 解除node链接,主要干了三件事情: * 1.解绑当前元素的前后节点链接,前后节点重新绑定关系 * 2.当前元素的所有属性清空,help gc * 3.链表长度-1,modCount计数+1(help fail-fast) * @return 返回元素本身 注意是item,而不是node */ E unlink(Node<E> x) { // assert x != null; final E element = x.item; final Node<E> next = x.next;//后一位节点 final Node<E> prev = x.prev;//前一位节点 //解绑前一位节点 if (prev == null) {//当前节点位于链表头部 first = next;//后一位节点放链表头部 } else { //非链表头部 prev.next = next;//将前一位节点的next指向下一位节点 x.prev = null;//当前节点的前一位节点清空 ,help gc } //解绑后一位节点 if (next == null) {//当前节点位于链表尾部 last = prev;//前一位节点放链表尾部 } else { //非链表尾部 next.prev = prev;//将后一位节点的prev指向前一位节点 x.next = null;//当前节点的后一位节点清空 ,help gc } x.item = null;//当前节点元素清空 size--;//链表长度-1 modCount++;//删除操作属于结构性变动,modCount计数+1 return element;//返回元素本身 }
■实现堆栈
/** * 堆栈(Stack)的LinkedList版本简单实现 * 这里使用first(使用last原理也一样,保证只在一端操作即可) */ class Stack<T> { LinkedList<T> linkedList = new LinkedList<T>(); /** * 入栈 */ public void push(T v) { linkedList.addFirst(v); } /** * 出栈,不删除栈顶元素 */ public T peek() { return storage.getFirst(); } /** * 出栈 ,删除栈顶元素 */ public T pop() { return storage.removeFirst(); } }
- 是一種特殊的串列形式的資料結構,它的特殊之處在於只能允許在鏈結串列或陣列的一端(稱為堆疊頂端指標,英文為top)進行加入資料(push)和輸出資料(pop)的運算
- 由於堆疊資料結構只允許在一端進行操作,因而按照後進先出(LIFO, Last In First Out)的原理運作
- 堆疊資料結構使用兩種基本操作:推入(push)和彈出(pop): 推入(push) :將數據放入堆疊的頂端(陣列形式或串列形式),堆疊頂端top指標加一。 彈出(pop) :將頂端數據資料輸出(回傳),堆疊頂端資料減一
■实现队列
/** * 队列的LinkedList版本简单实现 * 这里使用队尾插入,对头删除的写法(反过来原理一致,只要保证插入和删除各占一端即可) */ class Queue<T> { LinkedList<T> linkedList = new LinkedList<T>(); /** * 入队,将指定的元素插入队尾 */ public void offer(T v) { linkedList.offer(v); } /** * 出队,获取头部元素,但不删除,如果此队列为空,则返回 null */ public T peek() { return linkedList.peek(); } /** * 出队,获取头部元素,但不删除,如果此队列为空,则抛异常 */ public T element() { return linkedList.element(); } /** * 出队,获取头部元素并删除,如果队列为空,则返回 null */ public T poll() { return linkedList.poll(); } /** * 出队,获取头部元素并删除,如果队列为空,则抛异常 */ public T remove() { return linkedList.remove(); } }
- 队列,又称为伫列(queue),是先进先出(FIFO, First-In-First-Out)的线性表,在具体应用中通常用链表或者数组来实现
- 队列只允许在后端(称为rear)进行插入操作,在前端(称为front)进行删除操作
- 队列的操作方式和堆栈类似,唯一的区别在于队列只允许新数据在后端进行添加
以上是关于关于 LindedList 我想说的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章