叩丁狼java培训：LinkedList的原理介绍
叩丁狼java培训：LinkedList的原理介绍
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。
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); }
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++;
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++;}
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fprivate 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;
2.3.2从尾部移除
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;
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