Java 集合类——Collections(2)

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LinkedList

LinkedList的定义:

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

  • LinkedList<E>:说明它支持泛型
  • extends AbstractSequentialList<E>:说明LinkedList不支持随机访问,只支持按次序访问
  • 实现了List<E>接口:说明它支持集合的一般操作
  • 实现了Deque<E>接口:说明它可用作队列和双向队列
  • 实现了Cloneable、Serializable:可调用clone()方法和可序列化。

transient int size = 0;

/**
 * Pointer to first node.
 * Invariant: (first == null && last == null) || 
 *            (first.prev == null && first.item != null)
 */
transient Node<E> first;

/**
 * Pointer to last node.
 * Invariant: (first == null && last == null) ||
 *            (last.next == null && last.item != null)
 */
transient Node<E> last;

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是双向链表节点所对应的数据结构,包括的属性是:当前节点的值,上一个节点,下一个节点。

构造方法

public LinkedList() {
}

//接收一个Collection参数c,调用第一个构造方法,并把c中所有元素添加到链表中
public LinkedList(Collection<? extends E> c) {
    this();
    addAll(c);
}

常用方法

  • removeFirst():删除表头元素
  • removeLast():删除表尾元素
  • addFirst(E e):在表头插入指定元素
  • addLast(E e):在表尾插入指定元素
  • contains(Object o):判断链表是否包含指定对象
  • add(E e):在表尾插入指定元素
  • remove(Object o):正向遍历链表,删除第一个值为指定对象的节点
  • addAll(Collection<? extends E> c):在表尾插入指定集合
  • clear():清除链表中的所有元素

LinkedList的遍历方式

LinkList遍历不用for循环,因为用迭代器iterator遍历比for快。

for循环遍历:

for(int i=0; i<list.size(); i++) {
    list.get(i);
}

//LinkedList的get方法源码
public E get(int index) {
    checkElementIndex(index);
    return node(index).item;
}

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;
    }
}

迭代器遍历:

List<Integer> list = new LinkedList<>();
Iterator<Integer> iterator = list.listIterator();
while (iterator.hasNext()) {
    Integer i =  iterator.next();
}

//next方法
public E next() {
    checkForComodification();
    if (!hasNext())
        throw new NoSuchElementException();
    lastReturned = next;
    next = next.next;
    nextIndex++;
    return lastReturned.item;
}

从源码可以看出,LinkedList如果用for循环遍历,get方法里面会再次使用循环遍历链表,时间复杂度是O(n²);如果有迭代器遍历,因为next的存在,得到当前项不需要时间,所以只需要使用一次循环,时间复杂度是O(n)。

ArrayList和LinkedList的区别

  • ArrayList是基于动态数组的数据结构,LinkedList是基于链表(双向链表)的数据结构
  • 对于随机访问,ArrayList要比LinkedList方便,因为LinkedList是移动指针
  • 关于增加和删除操作,LinkedList比较方便,ArrayList要慢慢移动元素位置(索引)


参考资料:

Java8源码-LinkedList

为什么使用迭代器iterator遍历Linkedlist要比普通for快