Java 集合系列(三)—— LinkedList

以脑图的形式来展示Java集合知识,让零碎知识点形成体系

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

 
LinkedList 结构体

   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

 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;                             // 将当前最后一个元素寄存在 l
19         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
20         last = newNode;                                     // 将新节点引用覆盖成员变量 last
21         if (l == null)                                      
22             first = newNode;                                // 若l为null,说明之前链表为空,此时新节点为首个元素
23         else
24             l.next = newNode;                               // 否则,更新l的next引用
25         size++;                                             // size+1
26         modCount++;                                         // 非查询操作 modCount 都会 +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);  // 检查 index 是否大于 size
12 
13         if (index == size)
14             linkLast(element);      // 直接在链表末尾追加
15         else
16             linkBefore(element, node(index));   // 插入index 节点前面
17     }
18     
19     
20     // 检查 index 是否超出范围 超出则抛出 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      * 根据 index 查找 node
38      * 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
39      * 时间复杂度为 O(n/2);
40      * 当 index 接近 size 的中间值时,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     }

 

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

From Java Core Knowledge Tree

 
LinkedList 脑图
 

  在 github 上建了一个 repository ,Java Core Knowledge Tree,各位看官若是喜欢请给个star,以示鼓励,谢谢。
https://github.com/suifeng412/JCKTree

 

(以上是自己的一些见解,若有不足或者错误的地方请各位指出)

 作者:那一叶随风   http://www.cnblogs.com/phpstudy2015-6/

 原文地址: https://www.cnblogs.com/phpstudy2015-6/p/10626564.html

 声明:本博客文章为原创,只代表本人在工作学习中某一时间内总结的观点或结论。转载时请在文章页面明显位置给出原文链接

posted @ 2019-03-30 13:20 那一叶随风 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏