叩丁狼java培训：LinkedList的原理介绍

红太狼 2023-02-21 01:54 3阅读 0赞

一、LinkedList的概述

1. LinkedList是双向链表实现的List

2. LinkedList是非线程安全的

3. LinkedList元素允许为null，允许重复元素

4. LinkedList是基于链表实现的，因此插入删除效率高，查找效率低(虽然有一个加速动作)

5. LinkedList是基于链表实现的，因此不存在容量不足的问题，所以没有扩容的方法

6. LinkedList还实现了栈和队列的操作方法，因此也可以作为栈、队列和双端队列来使用。推荐了解java培训课程。

二、LinkedList的分析

2.1LinkedList的存储结构

LinkedList是由双链表的数据结构组成的

public class LinkedList\{ // 元素个数 transient int size = 0; /\*\* \* 指向第一个节点的指针 \* 不变性: \* 1. 如果first = null，则last=null \* 2. 如果first.prev == null，则first.item != null \*/  
transient Node E first; /\*\* \* 指向最后一个节点的指针 \* 不变性: \* 1. 如果first = null，则last = null \* 2. 如果last.next == null，则last.item != null \*/ transient Node E last; private static class Node E \{ E item; Node E next; // 下一个Node的引用 Node E prev; // 上一个Node的引用 Node(Node E prev, E element, Node E next) \{ this.item = element; this.next = next; this.prev = prev; \} \* 创建一个空list \* \*/ public LinkedList() \{ \} public LinkedList(Collection ? extends E c) \{ this(); addAll(c); \}

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDc4MjE0MA_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

2.2添加元素

2.2.1从头部添加

// 从头插入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) // 当前List中没有元素，size=0 last = newNode; else f.prev = newNode; size++; modCount++;

2.2.2从尾部添加

public boolean add(E e) \{ linkLast(e); eturn true;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)// 当前List中没有元素，size=0 first = newNode; else l.next = newNode; size++; modCount++;\}

2.3.删除节点

2.3.1从头部删除

// 移除首节点，并返回该节点的元素值public E remove() \{ return removeFirst();public E removeFirst() \{ final Node E f = first; if (f == null) throw new NoSuchElementException(); return unlinkFirst(f);// 删除首节点fprivate E unlinkFirst(Node E f) \{ final E element = f.item; final Node E next = f.next; f.item = null; f.next = null; // help GC first = next; if (next == null) // size=1 last = null; else next.prev = null; size--; modCount++; return element;

2.3.2从尾部移除

2.3.3根据索引移除

public E remove(int index) \{ checkElementIndex(index);// 检查索引index范围 return unlink(node(index));E unlink(Node E x) \{ final E element = x.item; final Node E next = x.next; final Node E prev = x.prev; if (prev == null) \{// x为首节点 first = next; \} else \{ prev.next = next; x.prev = null; \} if (next == null) \{// x为尾节点 last = prev; \} else \{ next.prev = prev; x.next = null; \} x.item = null; size--; modCount++; return element;

2.4获取节点数据

2.4.1获取头部数据  
// 获取首节点的数据

public E getFirst() \{ final Node E f = first; if (f == null) throw new NoSuchElementException(); return f.item;

2.4.2获取尾部数据  
// 获取尾节点的数据

public E getLast() \{ final Node E l = last; if (l == null) throw new NoSuchElementException(); return l.item;

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDc4MjE0MA_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

2.4.3根据索引获取节点数据

// 获取索引对应节点的数据public E get(int index) \{ checkElementIndex(index); return node(index).item;// 类似折半查找Node E node(int index) \{ if (index (size 1)) \{// 从前半部分查找 Node E x = first; for (int i = 0; i index; i++) x = x.next; return x; \} else \{// 从后半部分查找 Node E x = last; for (int i = size - 1; i index; i--) x = x.prev; return x; \}

三、总结:LinkedList和ArrayList的比较

1. 顺序插入速度ArrayList会比较快，因为ArrayList是基于数组实现的，数组是事先new好的，只要往指定位置塞一个数据就好了

2. LinkedList则不同，每次顺序插入的时候LinkedList将new一个对象出来，如果对象比较大，那么new的时间势必会长一点，再加上一些引用赋值的操作，所以顺序插入LinkedList必然慢于ArrayList

3. ArrayList的遍历效率会比LinkedList的遍历效率高一些

4. LinkedList做插入、删除的时候，慢在寻址，快在只需要改变前后Node的引用地址

5. ArrayList做插入、删除的时候，慢在数组元素的批量copy，快在寻址

(1) 如果确定插入、删除的元素是在前半段，那么就使用LinkedList

(2) 如果确定插入、删除的元素在比较靠后的位置，那么可以考虑使用ArrayList

(3) 如果不能确定插入、删除是在哪儿呢?建议使用LinkedList，

一来LinkedList整体插入、删除的执行效率比较稳定，没有ArrayList这种越往后越快的情况

二来插入元素的时候，弄得不好ArrayList就要进行一次扩容，而ArrayList底层数组扩容是一个既消耗时间又消耗空间的操作

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDc4MjE0MA_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDc4MjE0MA_size_16_color_FFFFFF_t_70]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200628105001414.jpg?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDc4MjE0MA==,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDc4MjE0MA_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200628105023702.jpg?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDc4MjE0MA==,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDc4MjE0MA_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200628105047818.jpg?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDc4MjE0MA==,size_16,color_FFFFFF,t_70