深入Java集合系列之二:LinkedList

简介:

前言

LinkedList底层使用的双端链表,即每个节点既包含指向其后继的引用也包括指向其前驱的引用,LinkedList实现了List接口,继承了AbstractSequentialList类,在频繁进行插入以及删除的情况下效率较高。

LinkedList使用较多的是add、get和remove,源码的分析也将对这三个方法进行分析。

add方法

先看add方法:

public boolean add(E e) {
    //把e放在链表的最后一个位置
    linkLast(e);
    return true;
}
void linkLast(E e) {
    //last是链表最后一个节点的引用,现在l也指向最后一个节点
    final Node<E> l = last;
    //调用Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next)构造方法
    final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
    //last节点指向newNode
    last = newNode;
    //如果l为空,则链表为空,直接把newNode链接在首节点后面即可,否则把newNode链接//在l节点的后面
    if (l == null)
        first = newNode;
    else
        l.next = newNode;
    //链表的元素个数增加1
    size++;
    //modCount是链表发生结构性修改的次数(结构性修改是指发生添加或者删除操作)
    modCount++;
}

可以看出,插入一个节点非常快,直接找到该位置的节点,修改节点的前驱以及后继的引用即可

get方法

下面看看get方法:

public E get(int index) {
    //检查index是否合法
    checkElementIndex(index);
    //如果合法就返回该节点位置的值
    return node(index).item;
}
//获取index位置上的节点
Node<E> node(int index) {
    //断言index在链表中
    // assert isElementIndex(index);
    //从第一个节点开始寻找直到index位置,然后返回index//位置的节点
    if (index < (size >> 1)) {
        Node<E> x = first;
        for (int i = 0; i < index; i++)
            x = x.next;
        return x;
    } else {//从最后一个节点开始往前寻找节点
        Node<E> x = last;
        for (int i = size - 1; i > index; i--)
            x = x.prev;
        return x;
    }
}
//检查index值的合法性
private void checkElementIndex(int index) {
    if (!isElementIndex(index))
        throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}
//判断index是否存在于链表中
private boolean isElementIndex(int index) {
    return index >= 0 && index < size;
}

可以看出获取index节点的值要从头或尾遍历链表,当数据量很大的时候,效率无疑是低下的

remove方法

最后看看remove操作:

public E remove(int index) {
    checkElementIndex(index);
    return unlink(node(index));
}
E unlink(Node<E> x) {
    // assert x != null;
    //保存x节点的值
    final E element = x.item;
    //保存x节点的后继
    final Node<E> next = x.next;
    //保存x节点的前驱
    final Node<E> prev = x.prev;
    //如果前驱为null,说明要移除的是第一个节点,把First指向下一个节点就行
    if (prev == null) {
        first = next;
    } else {//否则,把x节点前驱的后继指向x的后继,并把x的前驱设置为null
        prev.next = next;
        x.prev = null;
    }
    //如果后继为null则要移除的是最后一个节点,则把last的引用指向x节点的前驱就ok
    if (next == null) {
        last = prev;
    } else {//否则,把x节点的后继的前驱设置为x节点的前驱,并x节点的后继设为null
        next.prev = prev;
        x.next = null;
    }
    //把x节点的值设为null,这样x就没有任何引用了,gc处理
    x.item = null;
    //把链表的size减少1
    size--;
    //结构性修改的次数增加1
    modCount++;
    //返回x节点的值,在移除之前已经保存在element中了
    return element;
}

LinkedList小结

LinkedList是基于双向循环链表实现的,除了可以当做链表来操作外,还可以当做栈、队列和双端队列使用(⊙o⊙)哦。同样是非线程安全的。

  1. 基于双端循环链表,并且头节点不存放数据
  2. 在查找和删除元素的时候,分为元素null和不为null进行处理,允许元素为空
  3. 不存在容量不足的问题
  4. Entry entry(int index)方法返回制定位置处的节点,使用加速动作。源码中先将index与长度size的一半(size >> 2)比较,如果index更小,那么就从位置0开始遍历到inde处,否则从size位置往前遍历,这样可以减少一部分不必要的遍历。实际上提高的效率有限。
  5. LinkedList是基于链表实现的,插入删除效率比较高,查找效率低。
目录
相关文章
|
12天前
|
Java
Java 8 引入的 Streams 功能强大,提供了一种简洁高效的处理数据集合的方式
Java 8 引入的 Streams 功能强大,提供了一种简洁高效的处理数据集合的方式。本文介绍了 Streams 的基本概念和使用方法,包括创建 Streams、中间操作和终端操作,并通过多个案例详细解析了过滤、映射、归并、排序、分组和并行处理等操作,帮助读者更好地理解和掌握这一重要特性。
21 2
|
11天前
|
安全 Java
Java多线程集合类
本文介绍了Java中线程安全的问题及解决方案。通过示例代码展示了使用`CopyOnWriteArrayList`、`CopyOnWriteArraySet`和`ConcurrentHashMap`来解决多线程环境下集合操作的线程安全问题。这些类通过不同的机制确保了线程安全,提高了并发性能。
|
16天前
|
存储 Java
判断一个元素是否在 Java 中的 Set 集合中
【10月更文挑战第30天】使用`contains()`方法可以方便快捷地判断一个元素是否在Java中的`Set`集合中,但对于自定义对象,需要注意重写`equals()`方法以确保正确的判断结果,同时根据具体的性能需求选择合适的`Set`实现类。
|
19天前
|
存储 Java 索引
Java中的数据结构:ArrayList和LinkedList的比较
【10月更文挑战第28天】在Java编程世界中,数据结构是构建复杂程序的基石。本文将深入探讨两种常用的数据结构:ArrayList和LinkedList,通过直观的比喻和实例分析,揭示它们各自的优势与局限,帮助你在面对不同的编程挑战时做出明智的选择。
|
16天前
|
存储 Java 开发者
在 Java 中,如何遍历一个 Set 集合?
【10月更文挑战第30天】开发者可以根据具体的需求和代码风格选择合适的遍历方式。增强for循环简洁直观,适用于大多数简单的遍历场景;迭代器则更加灵活,可在遍历过程中进行更多复杂的操作;而Lambda表达式和`forEach`方法则提供了一种更简洁的函数式编程风格的遍历方式。
|
16天前
|
Java 开发者
|
28天前
|
安全 Java 程序员
深入Java集合框架:解密List的Fail-Fast与Fail-Safe机制
本文介绍了 Java 中 List 的遍历和删除操作,重点讨论了快速失败(fail-fast)和安全失败(fail-safe)机制。通过普通 for 循环、迭代器和 foreach 循环的对比,详细解释了各种方法的优缺点及适用场景,特别是在多线程环境下的表现。最后推荐了适合高并发场景的 fail-safe 容器,如 CopyOnWriteArrayList 和 ConcurrentHashMap。
55 5
|
29天前
|
安全 Java 程序员
Java集合之战:ArrayList vs LinkedList,谁才是你的最佳选择?
本文介绍了 Java 中常用的两个集合类 ArrayList 和 LinkedList,分析了它们的底层实现、特点及适用场景。ArrayList 基于数组,适合频繁查询;LinkedList 基于链表,适合频繁增删。文章还讨论了如何实现线程安全,推荐使用 CopyOnWriteArrayList 来提升性能。希望帮助读者选择合适的数据结构,写出更高效的代码。
57 3
|
16天前
|
存储 Java 开发者
Java中的集合框架深入解析
【10月更文挑战第32天】本文旨在为读者揭开Java集合框架的神秘面纱,通过深入浅出的方式介绍其内部结构与运作机制。我们将从集合框架的设计哲学出发,探讨其如何影响我们的编程实践,并配以代码示例,展示如何在真实场景中应用这些知识。无论你是Java新手还是资深开发者,这篇文章都将为你提供新的视角和实用技巧。
12 0
|
21天前
|
Java API Apache
java集合的组内平均值怎么计算
通过本文的介绍,我们了解了在Java中计算集合的组内平均值的几种方法。每种方法都有其优缺点,具体选择哪种方法应根据实际需求和场景决定。无论是使用传统的循环方法,还是利用Java 8的Stream API,亦或是使用第三方库(如Apache Commons Collections和Guava),都可以有效地计算集合的组内平均值。希望本文对您理解和实现Java中的集合平均值计算有所帮助。
24 0