1类签名与注释

public class LinkedList<E>
extends AbstractSequentialList<E>
implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable

双向链表实现了ListDeque接口。 实现所有可选列表操作,并允许所有元素(包括null )。

请注意,此实现不同步。 如果多个线程同时访问链接列表,并且至少有一个线程在结构上修改列表,则必须在外部进行同步。 (结构修改是添加或删除一个或多个元素的任何操作;仅设置元素的值不是结构修改。)这通常通过在自然封装列表的对象上进行同步来实现。 如果没有这样的对象存在,列表应该使用Collections.synchronizedList方法“包装”。 这最好在创建时完成,以防止意外的不同步访问列表:

 List list = Collections.synchronizedList(new LinkedList(...)); 

这个类的iteratorlistIterator方法返回的迭代器是故障快速的:迭代器创建之后,除了自己的remove和add方法外的任何方法改变了集合的结构,迭代器会抛出ConcurrentModificationException异常。

注意:LinkedList实现了Deque接口,而Deque又继承了Queue接口,所以LinkedList可以当作队列(Queue)来使用。

2数据结构

LinkedList的基本属性有三个

transient int size = 0;

transient Node<E> first;

transient Node<E> last;

size:集合中元素的个数

first:链表的第一个节点

last:链表的最后一个节点

Node的数据结构如下

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;
}
}

Node类维护了本节点的元素item,以及前向节点prev和后向节点next的引用。

3添加元素

(1)add(E e)

将指定的元素追加到此列表的末尾。

 public boolean add(E e) {
linkLast(e);
return true;
} void linkLast(E e) {
final Node<E> l = last;
final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
last = newNode;
if (l == null)
first = newNode;
else
l.next = newNode;
size++;
modCount++;
}

(2)add(int index, E element)

在此列表中的指定位置插入指定的元素。

public void add(int index, E element) {
checkPositionIndex(index); if (index == size)
linkLast(element);
else
linkBefore(element, node(index));
} //检查索引是否越界(0<=index<=size)
private void checkPositionIndex(int index) {
if (!isPositionIndex(index))
throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}
private boolean isPositionIndex(int index) {
return index >= 0 && index <= size;
} //在节点succ前插入新节点e
void linkBefore(E e, Node<E> succ) {
// assert succ != null;
final Node<E> pred = succ.prev;
final Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, succ);
succ.prev = newNode;
if (pred == null)
first = newNode;
else
pred.next = newNode;
size++;
modCount++;
} //返回对应索引位置的节点
Node<E> node(int index) {
// assert isElementIndex(index); if (index < (size >> 1)) {
Node<E> x = first;
for (int i = 0; i < index; i++)
x = x.next;
return x;
} else {
Node<E> x = last;
for (int i = size - 1; i > index; i--)
x = x.prev;
return x;
}
}

node方法做了优化,当index小于size/2时,从first开始往后遍历,否则从last开始往前遍历。这里是一个简单的二分思路。

(3)addFirst(E e)

在该列表开头插入指定的元素。

public void addFirst(E e) {
linkFirst(e);
} private void linkFirst(E e) {
final Node<E> f = first;
final Node<E> newNode = new Node<>(null, e, f);
first = newNode;
if (f == null)
last = newNode;
else
f.prev = newNode;
size++;
modCount++;
}

4)addLast(E e)

将指定的元素追加到此列表的末尾。
public void addLast(E e) {
linkLast(e);
} void linkLast(E e) {
final Node<E> l = last;
final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
last = newNode;
if (l == null)
first = newNode;
else
l.next = newNode;
size++;
modCount++;
}

4删除元素

(1)remove()

检索并删除此列表的头(第一个元素)。
public E remove() {
return removeFirst();
} public E removeFirst() {
final Node<E> f = first;
if (f == null)
throw new NoSuchElementException();
return unlinkFirst(f);
} private E unlinkFirst(Node<E> f) {
// assert f == first && f != null;
final E element = f.item;
final Node<E> 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;
}

(2)remove(int index)

删除该列表中指定位置的元素。
public E remove(int index) {
checkElementIndex(index);
return unlink(node(index));
} E unlink(Node<E> x) {
// assert x != null;
final E element = x.item;
final Node<E> next = x.next;
final Node<E> prev = x.prev; if (prev == null) {
first = next;
} else {
prev.next = next;
x.prev = null;
} if (next == null) {
last = prev;
} else {
next.prev = prev;
x.next = null;
} x.item = null;
size--;
modCount++;
return element;
}

(3)removeFirst()

从此列表中删除并返回第一个元素。

public E removeFirst() {
final Node<E> f = first;
if (f == null)
throw new NoSuchElementException();
return unlinkFirst(f);
}

(4)removeLast()

从此列表中删除并返回最后一个元素。
public E removeLast() {
final Node<E> l = last;
if (l == null)
throw new NoSuchElementException();
return unlinkLast(l);
} private E unlinkLast(Node<E> l) {
// assert l == last && l != null;
final E element = l.item;
final Node<E> prev = l.prev;
l.item = null;
l.prev = null; // help GC
last = prev;
if (prev == null)
first = null;
else
prev.next = null;
size--;
modCount++;
return element;
}

还有其他一些删除方法(如下所示)这里就不放代码,感兴趣的可以自己去看一下。

boolean remove(Object o)
从列表中删除指定元素的第一个出现(如果存在)。 boolean removeFirstOccurrence(Object o)
删除此列表中指定元素的第一个出现(从头到尾遍历列表时)。 boolean removeLastOccurrence(Object o)
删除此列表中指定元素的最后一次出现(从头到尾遍历列表时)。

5 LinkedList当作队列使用

(1)入队 offer

将指定的元素添加为此列表的尾部(最后一个元素)。

public boolean offer(E e) {
return add(e);
}

offer直接调用add(e)在队列的末尾添加一个元素。

(2)出队 poll

检索并删除此列表的头(第一个元素)。
public E poll() {
final Node<E> f = first;
return (f == null) ? null : unlinkFirst(f);
}

简单使用如下

Queue<Integer> queue = new LinkedList<>();
for(int i = 1 ; i < 5 ; i++){
queue.offer(i);
}
System.out.println(queue.poll());
for(int i : queue){
System.out.print(i+" ");
}

输出

1
2 3 4

(3)查看队头元素 peek()

public E peek() {
final Node<E> f = first;
return (f == null) ? null : f.item;
}

6 LinkedList当作栈来使用

(1)入栈 push(E e)

public void push(E e) {
addFirst(e);
}

(2)出栈 pop()

public E pop() {
return removeFirst();
}

(3)查看栈顶元素 peek()

public E peek() {
final Node<E> f = first;
return (f == null) ? null : f.item;
}

当作栈使用的时候,链表的表头相当于栈顶,每次入栈都是往表头插入,每次出栈都是删除表头指向的节点。简单使用如下

LinkedList<Integer> stack = new LinkedList<>();
for(int i = 1 ; i < 5 ; i++){
stack.push(i);
}
System.out.println(stack.pop());
for(int i : stack){
System.out.print(i+" ");
}

输出

4
3 2 1

7总结

简单来讲,LinkedList就是一个双向链表。分析一下数组与链表各自的优缺点,就可以很清楚的知道什么时候用ArrayList什么时候该用LinkedList。

链表的优势在于增加和删除节点。而数组的优势在于遍历。

05-28 14:03