摘要:它們會在鏈表為空時,拋出獲取尾節點數據方法兩者區別方法在鏈表為空時,會拋出,而則不會,只是會返回。
目錄:
0-1. 簡介
0-2. 內部結構分析
0-3. LinkedList源碼分析
0-3-1. 構造方法
0-3-2. 添加add方法
0-3-3. 根據位置取數據的方法
0-3-4. 根據對象得到索引的方法
0-3-5. 檢查鏈表是否包含某對象的方法
0-3-6. 刪除removepop方法
0-4. LinkedList類常用方法
簡介LinkedList是一個實現了List接口和Deque接口的雙端鏈表。
LinkedList底層的鏈表結構使它支持高效的插入和刪除操作,另外它實現了Deque接口,使得LinkedList類也具有隊列的特性;
LinkedList不是線程安全的,如果想使LinkedList變成線程安全的,可以調用靜態類Collections類中的synchronizedList方法:
List list=Collections.synchronizedList(new LinkedList(...));內部結構分析
如下圖所示:
看完了圖之后,我們再看LinkedList類中的一個內部私有類Node就很好理解了:
private static class Node{ E item;//節點值 Node next;//前驅節點 Node prev;//后繼節點 Node(Node prev, E element, Node next) { this.item = element; this.next = next; this.prev = prev; } }
這個類就代表雙端鏈表的節點Node。這個類有三個屬性,分別是前驅節點,本節點的值,后繼結點。
LinkedList源碼分析 構造方法空構造方法:
public LinkedList() { }
用已有的集合創建鏈表的構造方法:
public LinkedList(Collection extends E> c) { this(); addAll(c); }添加(add)方法
add(E e) 方法:將元素添加到鏈表尾部
public boolean add(E e) { linkLast(e);//這里就只調用了這一個,我們馬上就分析這個方法的實現 return true; }
private void linkFirst(E e) { final Nodef = first; final Node newNode = new Node<>(null, e, f);//新建節點,以頭節點為后繼節點 first = newNode; //如果鏈表為空,last節點也指向該節點 if (f == null) last = newNode; //否則,將頭節點的前驅指針指向新節點 else f.prev = newNode; size++; modCount++; }
add(int index,E e):在指定位置添加元素
public void add(int index, E element) { checkPositionIndex(index); //檢查索引是否處于[0-size]之間 if (index == size)//添加在鏈表尾部 linkLast(element); else//添加在鏈表中間 linkBefore(element, node(index)); }
linkBefore方法需要給定兩個參數,一個插入節點的值,一個指定的node,所以我們又調用了Node(index)去找到index對應的node
addAll(Collection extends E> c ): 將集合插入到鏈表尾部
public boolean addAll(Collection extends E> c) { return addAll(size, c); }
addAll(int index, Collection extends E> c): 將集合從指定位置開始插入
public boolean addAll(int index, Collection extends E> c) { //1:檢查index范圍是否在size之內 checkPositionIndex(index); //2:toArray()方法把集合的數據存到對象數組中 Object[] a = c.toArray(); int numNew = a.length; if (numNew == 0) return false; //3:得到插入位置的前驅節點和后繼節點 Nodepred, succ; //如果插入位置為尾部,前驅節點為last,后繼節點為null if (index == size) { succ = null; pred = last; } //否則,調用node()方法得到后繼節點,再得到前驅節點 else { succ = node(index); pred = succ.prev; } // 4:遍歷數據將數據插入 for (Object o : a) { @SuppressWarnings("unchecked") E e = (E) o; //創建新節點 Node newNode = new Node<>(pred, e, null); //如果插入位置在鏈表頭部 if (pred == null) first = newNode; else pred.next = newNode; pred = newNode; } //如果插入位置在尾部,重置last節點 if (succ == null) { last = pred; } //否則,將插入的鏈表與先前鏈表連接起來 else { pred.next = succ; succ.prev = pred; } size += numNew; modCount++; return true; }
上面可以看出addAll方法通常包括下面四個步驟:
檢查index范圍是否在size之內
toArray()方法把集合的數據存到對象數組中
得到插入位置的前驅和后繼節點
遍歷數據,將數據插入到指定位置
addFirst(E e): 將元素添加到鏈表頭部
public void addFirst(E e) { linkFirst(e); }
private void linkFirst(E e) { final Nodef = first; final Node newNode = new Node<>(null, e, f);//新建節點,以頭節點為后繼節點 first = newNode; //如果鏈表為空,last節點也指向該節點 if (f == null) last = newNode; //否則,將頭節點的前驅指針指向新節點 else f.prev = newNode; size++; modCount++; }
addLast(E e): 將元素添加到鏈表尾部,與 add(E e) 方法一樣
public void addLast(E e) { linkLast(e); }根據位置取數據的方法
get(int index)::根據指定索引返回數據
public E get(int index) { //檢查index范圍是否在size之內 checkElementIndex(index); //調用Node(index)去找到index對應的node然后返回它的值 return node(index).item; }
獲取頭節點(index=0)數據方法:
public E getFirst() { final Nodef = first; if (f == null) throw new NoSuchElementException(); return f.item; } public E element() { return getFirst(); } public E peek() { final Node f = first; return (f == null) ? null : f.item; } public E peekFirst() { final Node f = first; return (f == null) ? null : f.item; }
區別:
getFirst(),element(),peek(),peekFirst()
這四個獲取頭結點方法的區別在于對鏈表為空時的處理,是拋出異常還是返回null,其中getFirst() 和element() 方法將會在鏈表為空時,拋出異常
element()方法的內部就是使用getFirst()實現的。它們會在鏈表為空時,拋出NoSuchElementException
獲取尾節點(index=-1)數據方法:
public E getLast() { final Nodel = last; if (l == null) throw new NoSuchElementException(); return l.item; } public E peekLast() { final Node l = last; return (l == null) ? null : l.item; }
兩者區別:
getLast() 方法在鏈表為空時,會拋出NoSuchElementException,而peekLast() 則不會,只是會返回 null。
int indexOf(Object o): 從頭遍歷找
public int indexOf(Object o) { int index = 0; if (o == null) { //從頭遍歷 for (Nodex = first; x != null; x = x.next) { if (x.item == null) return index; index++; } } else { //從頭遍歷 for (Node x = first; x != null; x = x.next) { if (o.equals(x.item)) return index; index++; } } return -1; }
int lastIndexOf(Object o): 從尾遍歷找
public int lastIndexOf(Object o) { int index = size; if (o == null) { //從尾遍歷 for (Node檢查鏈表是否包含某對象的方法:x = last; x != null; x = x.prev) { index--; if (x.item == null) return index; } } else { //從尾遍歷 for (Node x = last; x != null; x = x.prev) { index--; if (o.equals(x.item)) return index; } } return -1; }
contains(Object o): 檢查對象o是否存在于鏈表中
public boolean contains(Object o) { return indexOf(o) != -1; }刪除(remove/pop)方法
remove() ,removeFirst(),pop(): 刪除頭節點
public E pop() { return removeFirst(); } public E remove() { return removeFirst(); } public E removeFirst() { final Nodef = first; if (f == null) throw new NoSuchElementException(); return unlinkFirst(f); }
removeLast(),pollLast(): 刪除尾節點
public E removeLast() { final Nodel = last; if (l == null) throw new NoSuchElementException(); return unlinkLast(l); } public E pollLast() { final Node l = last; return (l == null) ? null : unlinkLast(l); }
區別: removeLast()在鏈表為空時將拋出NoSuchElementException,而pollLast()方法返回null。
remove(Object o): 刪除指定元素
public boolean remove(Object o) { //如果刪除對象為null if (o == null) { //從頭開始遍歷 for (Nodex = first; x != null; x = x.next) { //找到元素 if (x.item == null) { //從鏈表中移除找到的元素 unlink(x); return true; } } } else { //從頭開始遍歷 for (Node x = first; x != null; x = x.next) { //找到元素 if (o.equals(x.item)) { //從鏈表中移除找到的元素 unlink(x); return true; } } } return false; }
當刪除指定對象時,只需調用remove(Object o)即可,不過該方法一次只會刪除一個匹配的對象,如果刪除了匹配對象,返回true,否則false。
unlink(Node
E unlink(Nodex) { // assert x != null; final E element = x.item; final Node next = x.next;//得到后繼節點 final Node prev = x.prev;//得到前驅節點 //刪除前驅指針 if (prev == null) { first = next;如果刪除的節點是頭節點,令頭節點指向該節點的后繼節點 } else { prev.next = next;//將前驅節點的后繼節點指向后繼節點 x.prev = null; } //刪除后繼指針 if (next == null) { last = prev;//如果刪除的節點是尾節點,令尾節點指向該節點的前驅節點 } else { next.prev = prev; x.next = null; } x.item = null; size--; modCount++; return element; }
remove(int index):刪除指定位置的元素
public E remove(int index) { //檢查index范圍 checkElementIndex(index); //將節點刪除 return unlink(node(index)); }LinkedList類常用方法測試:
package list; import java.util.Iterator; import java.util.LinkedList; public class LinkedListDemo { public static void main(String[] srgs) { //創建存放int類型的linkedList LinkedListlinkedList = new LinkedList<>(); /************************** linkedList的基本操作 ************************/ linkedList.addFirst(0); // 添加元素到列表開頭 linkedList.add(1); // 在列表結尾添加元素 linkedList.add(2, 2); // 在指定位置添加元素 linkedList.addLast(3); // 添加元素到列表結尾 System.out.println("LinkedList(直接輸出的): " + linkedList); System.out.println("getFirst()獲得第一個元素: " + linkedList.getFirst()); // 返回此列表的第一個元素 System.out.println("getLast()獲得第最后一個元素: " + linkedList.getLast()); // 返回此列表的最后一個元素 System.out.println("removeFirst()刪除第一個元素并返回: " + linkedList.removeFirst()); // 移除并返回此列表的第一個元素 System.out.println("removeLast()刪除最后一個元素并返回: " + linkedList.removeLast()); // 移除并返回此列表的最后一個元素 System.out.println("After remove:" + linkedList); System.out.println("contains()方法判斷列表是否包含1這個元素:" + linkedList.contains(1)); // 判斷此列表包含指定元素,如果是,則返回true System.out.println("該linkedList的大小 : " + linkedList.size()); // 返回此列表的元素個數 /************************** 位置訪問操作 ************************/ System.out.println("-----------------------------------------"); linkedList.set(1, 3); // 將此列表中指定位置的元素替換為指定的元素 System.out.println("After set(1, 3):" + linkedList); System.out.println("get(1)獲得指定位置(這里為1)的元素: " + linkedList.get(1)); // 返回此列表中指定位置處的元素 /************************** Search操作 ************************/ System.out.println("-----------------------------------------"); linkedList.add(3); System.out.println("indexOf(3): " + linkedList.indexOf(3)); // 返回此列表中首次出現的指定元素的索引 System.out.println("lastIndexOf(3): " + linkedList.lastIndexOf(3));// 返回此列表中最后出現的指定元素的索引 /************************** Queue操作 ************************/ System.out.println("-----------------------------------------"); System.out.println("peek(): " + linkedList.peek()); // 獲取但不移除此列表的頭 System.out.println("element(): " + linkedList.element()); // 獲取但不移除此列表的頭 linkedList.poll(); // 獲取并移除此列表的頭 System.out.println("After poll():" + linkedList); linkedList.remove(); System.out.println("After remove():" + linkedList); // 獲取并移除此列表的頭 linkedList.offer(4); System.out.println("After offer(4):" + linkedList); // 將指定元素添加到此列表的末尾 /************************** Deque操作 ************************/ System.out.println("-----------------------------------------"); linkedList.offerFirst(2); // 在此列表的開頭插入指定的元素 System.out.println("After offerFirst(2):" + linkedList); linkedList.offerLast(5); // 在此列表末尾插入指定的元素 System.out.println("After offerLast(5):" + linkedList); System.out.println("peekFirst(): " + linkedList.peekFirst()); // 獲取但不移除此列表的第一個元素 System.out.println("peekLast(): " + linkedList.peekLast()); // 獲取但不移除此列表的第一個元素 linkedList.pollFirst(); // 獲取并移除此列表的第一個元素 System.out.println("After pollFirst():" + linkedList); linkedList.pollLast(); // 獲取并移除此列表的最后一個元素 System.out.println("After pollLast():" + linkedList); linkedList.push(2); // 將元素推入此列表所表示的堆棧(插入到列表的頭) System.out.println("After push(2):" + linkedList); linkedList.pop(); // 從此列表所表示的堆棧處彈出一個元素(獲取并移除列表第一個元素) System.out.println("After pop():" + linkedList); linkedList.add(3); linkedList.removeFirstOccurrence(3); // 從此列表中移除第一次出現的指定元素(從頭部到尾部遍歷列表) System.out.println("After removeFirstOccurrence(3):" + linkedList); linkedList.removeLastOccurrence(3); // 從此列表中移除最后一次出現的指定元素(從頭部到尾部遍歷列表) System.out.println("After removeFirstOccurrence(3):" + linkedList); /************************** 遍歷操作 ************************/ System.out.println("-----------------------------------------"); linkedList.clear(); for (int i = 0; i < 100000; i++) { linkedList.add(i); } // 迭代器遍歷 long start = System.currentTimeMillis(); Iterator iterator = linkedList.iterator(); while (iterator.hasNext()) { iterator.next(); } long end = System.currentTimeMillis(); System.out.println("Iterator:" + (end - start) + " ms"); // 順序遍歷(隨機遍歷) start = System.currentTimeMillis(); for (int i = 0; i < linkedList.size(); i++) { linkedList.get(i); } end = System.currentTimeMillis(); System.out.println("for:" + (end - start) + " ms"); // 另一種for循環遍歷 start = System.currentTimeMillis(); for (Integer i : linkedList) ; end = System.currentTimeMillis(); System.out.println("for2:" + (end - start) + " ms"); // 通過pollFirst()或pollLast()來遍歷LinkedList LinkedList temp1 = new LinkedList<>(); temp1.addAll(linkedList); start = System.currentTimeMillis(); while (temp1.size() != 0) { temp1.pollFirst(); } end = System.currentTimeMillis(); System.out.println("pollFirst()或pollLast():" + (end - start) + " ms"); // 通過removeFirst()或removeLast()來遍歷LinkedList LinkedList temp2 = new LinkedList<>(); temp2.addAll(linkedList); start = System.currentTimeMillis(); while (temp2.size() != 0) { temp2.removeFirst(); } end = System.currentTimeMillis(); System.out.println("removeFirst()或removeLast():" + (end - start) + " ms"); } }
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