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详解Java 集合系列(三)—— LinkedList

程序员文章站 2023-12-18 16:16:40
linkedlist linkedlist是一种可以在任何位置进行高效地插入和删除操作的有序序列。 它的最基本存储结构是一个节点:每个节点将存储对象,以及前后节点的引用...

linkedlist

linkedlist是一种可以在任何位置进行高效地插入和删除操作的有序序列。
它的最基本存储结构是一个节点:每个节点将存储对象,以及前后节点的引用。

结构图

详解Java 集合系列(三)—— LinkedList

从上面的结构图中,我们可以了解到 listedlist 底层是基于双向链表实现的。
围起来的可以看成 linkedlist 类,它定义了三个 transient 成员变量:first、last、size。这三个变量是整个 linkedlist 类的关键点。

  1. 由于是双向链表(每个node都有保存前后节点的引用),因此我们不管是由 first 还是 last 节点开始迭代,都可以将整个链表的数据找出来;
  2. 在查询、随机插入以及set等操作都有涉及 size 判断;
  3. 由于 linkedlist 是双向链表,类中只存储了首尾两个节点,因此查询第n个元素都要从头遍历进行查找。

 源码分析

add(e e)  源码分析

/**
  * appends the specified element to the end of this list.
  *
  * <p>this method is equivalent to {@link #addlast}.
  *
  * @param e element to be appended to this list
  * @return {@code true} (as specified by {@link collection#add})
  */
 public boolean add(e e) {
  linklast(e);
  return true;
 }
 
 /**
  * links e as last element.
  */
 void linklast(e e) {
  final node<e> l = last;        // 将当前最后一个元素寄存在 l
  final node<e> newnode = new node<>(l, e, null);  // new 一个新节点:pre的引用为l;存储元素为e;next的引用为null
  last = newnode;          // 将新节点引用覆盖成员变量 last
  if (l == null)          
   first = newnode;        // 若l为null,说明之前链表为空,此时新节点为首个元素
  else
   l.next = newnode;        // 否则,更新l的next引用
  size++;            // size+1
  modcount++;           // 非查询操作 modcount 都会 +1
 }

add(int index, e element) 方法分析

/**
  * 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).
  *
  * @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); // 检查 index 是否大于 size

  if (index == size)
   linklast(element);  // 直接在链表末尾追加
  else
   linkbefore(element, node(index)); // 插入index 节点前面
 }
 
 
 // 检查 index 是否超出范围 超出则抛出 indexoutofboundsexception
 private void checkpositionindex(int index) {
  if (!ispositionindex(index))
   throw new indexoutofboundsexception(outofboundsmsg(index));
 }

 /**
  * tells if the argument is the index of a valid position for an
  * iterator or an add operation.
  */
 private boolean ispositionindex(int index) {
  return index >= 0 && index <= size;
 }
 
 
 
 /**
  * 根据 index 查找 node
  * 该方法利用了双向链表的特性,index 距离哪个链表头近就从哪边开始开始遍历
  * 时间复杂度为 o(n/2);
  * 当 index 接近 size 的中间值时,效率最低
  * returns the (non-null) node at the specified element index.
  */
 node<e> node(int index) {
  // assert iselementindex(index);

  if (index < (size >> 1)) {   // size 右移一位(除以2)
   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;
  }
 }

优缺点

优点

增删元素效率高(只需要更新节点附近的引用即可)

缺点

由于查询需要进行遍历,因此效率低

知识脑图

详解Java 集合系列(三)—— LinkedList

以上所述是小编给大家介绍的java 集合系列(三)—— linkedlist详解整合,希望对大家有所帮助

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