LinkedList
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總體介紹
LinkedList同時實現(xiàn)了List接口和Deque接口，也就是說它既可以看作一個順序容器，又可以看作一個隊列（Queue），同時又可以看作一個棧（Stack）。這樣看來，LinkedList簡直就是個全能冠軍。當(dāng)你需要使用棧或者隊列時，可以考慮使用LinkedList，一方面是因為Java官方已經(jīng)聲明不建議使用Stack類，更遺憾的是，Java里根本沒有一個叫做Queue的類（它是個接口名字）。關(guān)于棧或隊列，現(xiàn)在的首選是ArrayDeque，它有著比LinkedList（當(dāng)作棧或隊列使用時）有著更好的性能。
LinkedList底層通過雙向鏈表實現(xiàn)，本節(jié)將著重講解插入和刪除元素時雙向鏈表的維護過程，也即是之間解跟List接口相關(guān)的函數(shù)，而將Queue和Stack以及Deque相關(guān)的知識放在下一節(jié)講。雙向鏈表的每個節(jié)點用內(nèi)部類Node表示。LinkedList通過first和last引用分別指向鏈表的第一個和最后一個元素。注意這里沒有所謂的啞元，當(dāng)鏈表為空的時候first和last都指向null。
//Node內(nèi)部類
private static class Node<E> {
E item;
Node<E> next;
Node<E> prev;
Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
this.item = element;
this.next = next;
this.prev = prev;
}
}
LinkedList的實現(xiàn)方式?jīng)Q定了所有跟下標相關(guān)的操作都是線性時間，而在首段或者末尾刪除元素只需要常數(shù)時間。為追求效率LinkedList沒有實現(xiàn)同步（synchronized），如果需要多個線程并發(fā)訪問，可以先采用Collections.synchronizedList()方法對其進行包裝。
方法剖析
add()
add()方法有兩個版本，一個是add(E e)，該方法在LinkedList的末尾插入元素，因為有last指向鏈表末尾，在末尾插入元素的花費是常數(shù)時間。只需要簡單修改幾個相關(guān)引用即可；另一個是add(int index, E element)，該方法是在指定下表處插入元素，需要先通過線性查找找到具體位置，然后修改相關(guān)引用完成插入操作。
結(jié)合上圖，可以看出add(E e)的邏輯非常簡單。
//add(E e)
public boolean add(E e) {
final Node<E> l = last;
final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
last = newNode;
if (l == null)
first = newNode;//原來鏈表為空，這是插入的第一個元素
else
l.next = newNode;
size++;
return true;
}
add(int index, E element)
//add(int index, E element)
public void add(int index, E element) {
checkPositionIndex(index);//index >= 0 && index <= size;
if (index == size)//插入位置是末尾，包括列表為空的情況
add(element);
else{
Node<E> succ = node(index);//1.先根據(jù)index找到要插入的位置
//2.修改引用，完成插入操作。
final Node<E> pred = succ.prev;
final Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, succ);
succ.prev = newNode;
if (pred == null)//插入位置為0
first = newNode;
else
pred.next = newNode;
size++;
}
}
上面代碼中的node(int index)函數(shù)有一點小小的trick，因為鏈表雙向的，可以從開始往后找，也可以從結(jié)尾往前找，具體朝那個方向找取決于條件index < (size >> 1)，也即是index是靠近前端還是后端。
remove()
remove()方法也有兩個版本，一個是刪除跟指定元素相等的第一個元素remove(Object o)，另一個是刪除指定下標處的元素remove(int index)。
兩個刪除操作都要1.先找到要刪除元素的引用，2.修改相關(guān)引用，完成刪除操作。在尋找被刪元素引用的時候remove(Object o)調(diào)用的是元素的equals方法，而remove(int index)使用的是下標計數(shù)，兩種方式都是線性時間復(fù)雜度。在步驟2中，兩個revome()方法都是通過unlink(Node<E> x)方法完成的。這里需要考慮刪除元素是第一個或者最后一個時的邊界情況。
//unlink(Node<E> x)，刪除一個Node
E unlink(Node<E> x) {
final E element = x.item;
final Node<E> next = x.next;
final Node<E> prev = x.prev;
if (prev == null) {//刪除的是第一個元素
first = next;
} else {
prev.next = next;
x.prev = null;
}
if (next == null) {//刪除的是最后一個元素
last = prev;
} else {
next.prev = prev;
x.next = null;
}
x.item = null;//let GC work
size--;
return element;
}
get()
get(int index)得到指定下標處元素的引用，通過調(diào)用上文中提到的node(int index)方法實現(xiàn)。
public E get(int index) {
checkElementIndex(index);//index >= 0 && index < size;
return node(index).item;
}
set()
set(int index, E element)方法將指定下標處的元素修改成指定值，也是先通過node(int index)找到對應(yīng)下表元素的引用，然后修改Node中item的值。
public E set(int index, E element) {
checkElementIndex(index);
Node<E> x = node(index);
E oldVal = x.item;
x.item = element;//替換新值
return oldVal;
}
posted on 2016-05-04 08:35
CarpenterLee 閱讀(1841)
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