一、LinkedList 的剖白
大家好,我是 LinkedList,和 ArrayList 是同门师兄弟,但我俩练的内功却完全不同。师兄练的是动态数组,我练的是链表。
问大家一个问题,知道我为什么要练链表这门内功吗?
举个例子来讲吧,假如你们手头要管理一推票据,可能有一张,也可能有一亿张。
该怎么办呢?
申请一个 10G 的大数组等着?那万一票据只有 100 张呢?
申请一个默认大小的数组,随着数据量的增大扩容?要知道扩容是需要重新复制数组的,很耗时间。
关键是,数组还有一个弊端就是,假如现在有 500 万张票据,现在要从中间删除一个票据,就需要把 250 万张票据往前移动一格。
遇到这种情况的时候,我师兄几乎情绪崩溃,难受的要命。师父不忍心看到师兄这样痛苦,于是打我进入师门那一天,就强迫我练链表这门内功,一开始我很不理解,害怕师父偏心,不把师门最厉害的内功教我。
直到有一天,我亲眼目睹师兄差点因为移动数据而走火入魔,我才明白师父的良苦用心。从此以后,我苦练“链表”这门内功,取得了显著的进步,师父和师兄都夸我有天赋。
链表这门内功大致分为三个层次:
第一层叫做“单向链表”,我只有一个后指针,指向下一个数据;
第二层叫做“双向链表”,我有两个指针,后指针指向下一个数据,前指针指向上一个数据。
第三层叫做“二叉树”,把后指针去掉,换成左右指针。
但我现在的功力还达不到第三层,不过师父说我有这个潜力,练成神功是早晚的事。
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二、LinkedList 的内功心法
好了,经过我这么样的一个剖白后,大家对我应该已经不陌生了。那么接下来,我给大家展示一下我的内功心法。
我的内功心法主要是一个私有的静态内部类,叫 Node,也就是节点。
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; } }
它由三部分组成:
节点上的元素
下一个节点
上一个节点
我画幅图给你们展示下吧。
对于第一个节点来说,prev 为 null;
对于最后一个节点来说,next 为 null;
其余的节点呢,prev 指向前一个,next 指向后一个。
我的内功心法就这么简单,其实我早已经牢记在心了。但师父叮嘱我,每天早上醒来的时候,每天晚上睡觉的时候,一定要默默地背诵一遍。虽然我有些厌烦,但我对师父的教诲从来都是言听计从。
03、LinkedList 的招式
和师兄 ArrayList 一样,我的招式也无外乎“增删改查”这 4 种。在此之前,我们都必须得初始化。
LinkedList<String> list = new LinkedList();
师兄在初始化的时候,默认大小为 10,也可以指定大小,依据要存储的元素数量来。我就不需要。
1)招式一:增
可以调用 add 方法添加元素:
list.add("沉默王二"); list.add("沉默王三"); list.add("沉默王四"); add 方法内部其实调用的是 linkLast 方法: public boolean add(E e) { linkLast(e); return true; } linkLast,顾名思义,就是在链表的尾部链接: 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++; }
添加第一个元素的时候,first 和 last 都为 null。
然后新建一个节点 newNode,它的 prev 和 next 也为 null。
然后把 last 和 first 都赋值为 newNode。
此时还不能称之为链表,因为前后节点都是断裂的。
添加第二个元素的时候,first 和 last 都指向的是第一个节点。
然后新建一个节点 newNode,它的 prev 指向的是第一个节点,next 为 null。
然后把第一个节点的 next 赋值为 newNode。
此时的链表还不完整。
添加第三个元素的时候,first 指向的是第一个节点,last 指向的是最后一个节点。
然后新建一个节点 newNode,它的 prev 指向的是第二个节点,next 为 null。
然后把第二个节点的 next 赋值为 newNode。
此时的链表已经完整了。
我这个增的招式,还可以演化成另外两个:
addFirst() 方法将元素添加到第一位;
addLast() 方法将元素添加到末尾。