Java中LinkedList的作用是什么
这期内容当中小编将会给大家带来有关Java中LinkedList的作用是什么,文章内容丰富且以专业的角度为大家分析和叙述,阅读完这篇文章希望大家可以有所收获。
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LinkedList
既实现了List
,又实现了Deque
,前者使它能够像使用ArrayList
一样使用,后者又使它能够承担队列的职责。LinkedList
内部结构是一个双向链表,我们在分析ArrayDeque
时提到过这个概念,就是扩充单链表的指针域,增加一个指向前一个元素的指针previous。
AbstractSequentialList
AbstractSequentialList
是LinkedList
的父级,它继承自AbstractList
,并且是一个抽象类,它主要为顺序表的链式实现提供一个骨架:
This class provides a skeletal implementation of the Listinterface to minimize the effort required to implement this interface backed by a "sequential access" data store (such as a linked list). For random access data (such as an array), AbstractListshould be used in preference to this class.
意思是它的主要作用是提供一个实现List
接口的骨架,来减少我们实现基于链式存储的实现类时所需的工作量。AbstractSequentialList
并没有做很多特殊的事情,其中最主要的是提供一个方法的默认实现,并将以下方法抽象,以期有更符合场景的实现:
public abstract ListIteratorlistIterator(int index);
其他一些方法的实现都利用了这个listIterator
方法,我们不再一一查看了。下面我们分析LinkedList
的实现
LinkedList的结构
LinkedList
的继承结构如下所示:
可以看到,LinkedList
也实现了Cloneable
、java.io.Serializable
等方法,借鉴于ArrayList
的经验,我们可以想到它的Clone
也是浅克隆,在序列化方法也采用了同样的方式,我们就不再赘述了。
构造方法与成员变量
数据单元Node
在介绍链表结构时提到过,其数据单元分为数据域和指针域,分别存储数据和指向下一个元素的位置,在java中只要定义一个实体类就可以解决了。
private static class Node{ E item; //数据 Node next; //下一个元素 Node prev; //上一个元素 Node(Node prev, E element, Node next) { this.item = element; this.next = next; this.prev = prev; } }
成员变量
LinkedList
成员变量主要有三个,而且其意义清晰可见。
// 记录当前链表的长度 transient int size = 0; // 第一个节点 transient Nodefirst; // 最后一个节点 transient Node last;
构造函数
因为链表没有长度方面的问题,所以也不会涉及到扩容等问题,其构造函数也十分简洁了。
public LinkedList() { } public LinkedList(Collection extends E> c) { this(); addAll(c); }
一个默认的构造函数,什么都没有做,一个是用其他集合初始化,调用了一下addAll
方法。addAll
方法我们就不再分析了,它应该是和添加一个元素的方法是一致的。
重要方法
LinkedList
既继承了List
,又继承了Deque
,那它必然有一堆add
、remove
、addFirst
、addLast
等方法。这些方法的含义也相差不大,实现也是类似的,因此LinkedList
又提取了新的方法,来简化这些问题。我们看看这些不对外的方法,以及它们是如何与上述函数对应的。
//将一个元素链接到首位 private void linkFirst(E e) { //先将原链表存起来 final Nodef = first; //定义一个新节点,其next指向原来的first final Node newNode = new Node<>(null, e, f); //将first指向新建的节点 first = newNode; //原链表为空表 if (f == null) //把last也指向新建的节点,现在first与last都指向了它 last = newNode; else //把原链表挂载在新建节点,也就是现在的first之后 f.prev = newNode; size++; modCount++; } //与linkFirst类似 void linkLast(E e) { //... } //在某个非空节点之前添加元素 void linkBefore(E e, Node succ) { // assert succ != null; //先把succ节点的前置节点存起来 final Node pred = succ.prev; //新节点插在pred与succ之间 final Node newNode = new Node<>(pred, e, succ); //succ的prev指针移到新节点 succ.prev = newNode; //前置节点为空 if (pred == null) //说明插入到了首位 first = newNode; else //把前置节点的next指针也指向新建的节点 pred.next = newNode; size++; modCount++; } //删除首位的元素,元素必须非空 private E unlinkFirst(Node f) { // assert f == first && f != null; final E element = f.item; final Node next = f.next; f.item = null; f.next = null; // help GC first = next; if (next == null) last = null; else next.prev = null; size--; modCount++; return element; } private E unlinkLast(Node l) { //... } //删除一个指定的节点 E unlink(Node x) { //... }
可以看到,LinkedList
提供了一系列方法用来插入和删除,但是却没有再实现一个方法来进行查询,因为对链表的查询是比较慢的,所以它是通过另外的方法来实现的,我们看一下:
public E get(int index) { checkElementIndex(index); return node(index).item; } //可以说尽力了 Nodenode(int index) { // assert isElementIndex(index); //size>>1就是取一半的意思 //折半,将遍历次数减少一半 if (index < (size >> 1)) { Node x = first; for (int i = 0; i < index; i++) x = x.next; return x; } else { Node x = last; for (int i = size - 1; i > index; i--) x = x.prev; return x; } }
最后,我们看下它如何对应那些继承来的方法:
//引用了node方法,需要遍历 public E set(int index, E element) { checkElementIndex(index); Nodex = node(index); E oldVal = x.item; x.item = element; return oldVal; } //也可能需要遍历 public void add(int index, E element) { checkPositionIndex(index); if (index == size) linkLast(element); else linkBefore(element, node(index)); } //也要遍历 public E remove(int index) { checkElementIndex(index); return unlink(node(index)); } public E peek() { final Node f = first; return (f == null) ? null : f.item; } public E element() { return getFirst(); } public E poll() { final Node f = first; return (f == null) ? null : unlinkFirst(f); } public E remove() { return removeFirst(); } public boolean offer(E e) { return add(e); } public boolean offerFirst(E e) { addFirst(e); return true; } //...
上述就是小编为大家分享的Java中LinkedList的作用是什么了,如果刚好有类似的疑惑,不妨参照上述分析进行理解。如果想知道更多相关知识,欢迎关注创新互联行业资讯频道。
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