Java 集合系列（三）—— LinkedList

時間 2019-11-08

標籤 java 集合系列 linkedlist 欄目 Java 简体版

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以腦圖的形式來展現Java集合知識，讓零碎知識點造成體系php

LinkedList

LinkedList是一種能夠在任何位置進行高效地插入和刪除操做的有序序列。
它的最基本存儲結構是一個節點：每一個節點將存儲對象，以及先後節點的引用。html

結構圖

LinkedList 結構體

從上面的結構圖中，咱們能夠了解到 ListedList 底層是基於雙向鏈表實現的。
圍起來的能夠當作 LinkedList 類，它定義了三個 transient 成員變量：first、last、size。這三個變量是整個 LinkedList 類的關鍵點。node

因爲是雙向鏈表（每一個node都有保存先後節點的引用），所以咱們無論是由 first 仍是 last 節點開始迭代，均可以將整個鏈表的數據找出來；
在查詢、隨機插入以及set等操做都有涉及 size 判斷；
因爲 LinkedList 是雙向鏈表，類中只存儲了首尾兩個節點，所以查詢第n個元素都要從頭遍歷進行查找。

源碼分析

　　add(E e) 源碼分析

 1     /**
 2      * Appends the specified element to the end of this list.
 3      *
 4      * <p>This method is equivalent to {@link #addLast}.
 5      *
 6      * @param e element to be appended to this list
 7      * @return {@code true} (as specified by {@link Collection#add})
 8      */
 9     public boolean add(E e) {
10         linkLast(e);
11         return true;
12     }
13     
14     /**
15      * Links e as last element.
16      */
17     void linkLast(E e) {
18         final Node<E> l = last;                             // 將當前最後一個元素寄存在 l
19         final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);     // new 一個新節點：pre的引用爲l；存儲元素爲e；next的引用爲null
20         last = newNode;                                     // 將新節點引用覆蓋成員變量 last
21         if (l == null)                                      
22             first = newNode;                                // 若l爲null，說明以前鏈表爲空，此時新節點爲首個元素
23         else
24             l.next = newNode;                               // 不然，更新l的next引用
25         size++;                                             // size+1
26         modCount++;                                         // 非查詢操做 modCount 都會 +1
27     }

　　add(int index, E element) 方法分析

 1     /**
 2      * Inserts the specified element at the specified position in this list.
 3      * Shifts the element currently at that position (if any) and any
 4      * subsequent elements to the right (adds one to their indices).
 5      *
 6      * @param index index at which the specified element is to be inserted
 7      * @param element element to be inserted
 8      * @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc}
 9      */
10     public void add(int index, E element) {
11         checkPositionIndex(index);  // 檢查 index 是否大於 size
12 
13         if (index == size)
14             linkLast(element);      // 直接在鏈表末尾追加
15         else
16             linkBefore(element, node(index));   // 插入index 節點前面
17     }
18     
19     
20     // 檢查 index 是否超出範圍 超出則拋出 IndexOutOfBoundsException
21     private void checkPositionIndex(int index) {
22         if (!isPositionIndex(index))
23             throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
24     }
25 
26     /**
27      * Tells if the argument is the index of a valid position for an
28      * iterator or an add operation.
29      */
30     private boolean isPositionIndex(int index) {
31         return index >= 0 && index <= size;
32     }
33     
34     
35     
36     /**
37      * 根據 index 查找 node
38      * 該方法利用了雙向鏈表的特性，index 距離哪一個鏈表頭近就從哪邊開始開始遍歷
39      * 時間複雜度爲 O(n/2)；
40      * 當 index 接近 size 的中間值時，效率最低
41      * Returns the (non-null) Node at the specified element index.
42      */
43     Node<E> node(int index) {
44         // assert isElementIndex(index);
45 
46         if (index < (size >> 1)) {          // size 右移一位（除以2）
47             Node<E> x = first;
48             for (int i = 0; i < index; i++)
49                 x = x.next;
50             return x;
51         } else {
52             Node<E> x = last;
53             for (int i = size - 1; i > index; i--)
54                 x = x.prev;
55             return x;
56         }
57     }