JavaSE基础知识学习—集合之LinkList
2017-12-05 15:57
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LinkList
概述
LinkList是List接口的实现类,与ArrayList不同的是,ArrayList采用的是大小可变的数组实现,LinkList采用的是双向链表的实现方式,基于链表的实现方式使得在插入和删除是比ArrayList要好一些,但是随机访问则数组要好一些。实现原理(源码分析)
实现原理要点概括
1.LinkList采用的是双向链表非同步的方式实现,允许null在内的所有元素。LinkList类的定义
public class LinkedList<E> extends AbstractSequentialList<E> implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable{}
从上面的代码可以看出一下几点;
1.LinkList继承了AbstractSequentialList的双向链表,这个和ArrayList不同,ArrayList继承的是AbstractList。
2.LinkList实现了List接口,能对它进行队列操作。
3.LinkList实现了Deque接口,表明可以用作双向队列操作。
4.LinkList实现了Cloneable接口,表明可以实现克隆操作。
5.Linklist实现了Serializable接口,表明支持序列化,可以通过序列化传输。
继承AbstractSequentialList的必然性
AbstractSequentialList的源码如下:
public abstract class AbstractSequentialList<E> extends AbstractList<E> {
可以看出AbstractSequentialList这个类是一个抽象类,而且也继承了AbstractList类,再看里面的方法,如下:
public E get(int index) { try { return listIterator(index).next(); } catch (NoSuchElementException exc) { throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index); } } public E set(int index, E element) { try { ListIterator<E> e = listIterator(index); E oldVal = e.next(); e.set(element); return oldVal; } catch (NoSuchElementException exc) { throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index); } } public void add(int index, E element) { try { listIterator(index).add(element); } catch (NoSuchElementException exc) { throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index); } } public E remove(int index) { try { ListIterator<E> e = listIterator(index); E outCast = e.next(); e.remove(); return outCast; } catch (NoSuchElementException exc) { throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index); } }
从上述代码可以看出,AbstractSequentialList类实现了这个操作集合的基本也是骨干的方法,LinkList是双向链表,他继承了AbstractSequentialList这个类,就相当于已经实现了这些方法。
双向链表
因为我还是小白,对于数据结构方面的知识,还有很多不知道,简单说说什么是链表吧,
链表:链式存储的线性表,简称链表,链表由多个链表元素组成,这些元素称之为节点,节点之间通过逻辑连接,形成链式存储结构。
链表分为两个域:值域和链域,值域用来存放节点的值,链域用来存放下一个节点的地址或位置。
双向链表中的节点,保存业务数据和前一个节点信息和后一个节点信息,如下:
LinkList类属性
transient int size = 0; transient Node<E> first; transient Node<E> last;
first是双向链表的头结点,last是尾节点,size是双向链表中节点实例的个数。其中Node类如下:
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节点类很简单,item存放数据,next和prev分别存放前后节点信息。
LinkList构造器方法
public LinkedList() {} public LinkedList(Collection<? extends E> c) { this(); addAll(c); }
LinkList集合中添加单一元素
向LinkList中添加元素,调用add(E e);方法,源码如下:
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++; }
源码分析:调用add(E e)方法添加元素,方法中调用linkLast(E e)方法,得到当前集合的最后节点,再创建一个新的节点,创建节点的方法,如下:
Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) { this.item = element; this.next = next; this.prev = prev; }
将最后节点改为型创建的节点,在判断添加元素之前的末尾节点是否为空,不为空,就指向新节点,同时将节点实例个数加1。
LinkList集合移除指定元素
public E remove(int index) { checkElementIndex(index); return unlink(node(index)); } private void checkElementIndex(int index) { if (!isElementIndex(index)) throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index)); } private boolean isElementIndex(int index) { return index >= 0 && index < size; } 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; }
源码分析:从LinkList集合中移除一个元素时调用remove(int index),先调用 checkElementIndex(index);方法对要移除的位置进行判断,判断是否大于0并且小于当前集合的大小,否则抛出IndexOutOfBoundsException异常。在执行unlink(node(index));方法,根据node(index)方法得到指定位置的节点,在执行删除操作。
LinkList清除元素
public void clear() { for (Node<E> x = first; x != null; ) { Node<E> next = x.next; x.item = null; x.next = null; x.prev = null; x = next; } first = last = null; size = 0; modCount++; }
取LinkList元素
public E get(int index) { checkElementIndex(index); return node(index).item; } Node<E> node(int 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; } }
数据包含
public boolean contains(Object o) { return indexOf(o) != -1; } public int indexOf(Object o) { int index = 0; if (o == null) { for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) { if (x.item == null) return index; index++; } } else { for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) { if (o.equals(x.item)) return index; index++; } } return -1; }
从前往后找,返回形参元素在集合中的索引,不存在就返回-1。
迭代器,使用listIterator(int index)
public ListIterator<E> listIterator(int index) { checkPositionIndex(index); return new ListItr(index); }
由于LinkList也继承了AbstractSequentialList,也可以使用iterator遍历,如下:
public static void main(String[] args) { LinkedList<String> linkedList = new LinkedList<String>(); linkedList.add("AA"); linkedList.add("BB"); ListIterator<String> listIterator = linkedList.listIterator(); while(listIterator.hasNext()){ System.out.println(listIterator.next()); } Iterator<String> iterator = linkedList.iterator(); while(iterator.hasNext()){ System.out.println(iterator.next()); } }
反向迭代器,使用descendingIterator()方法。
public Iterator<E> descendingIterator() { return new DescendingIterator(); } private class DescendingIterator implements Iterator<E> { private final ListItr itr = new ListItr(size()); public boolean hasNext() { return itr.hasPrevious(); } public E next() { return itr.previous(); } public void remove() { itr.remove(); } }
使用方法同正向迭代器一样。
总结:
LinkList的相关用法和ArrayList一样,我们学习的是他们的实现原理,重点在于源码解析和数据结构,有关数据结构的深层次学习将在后续学习中。相关文章推荐
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