Java集合框架源码剖析:LinkedList

总体介绍

LinkedList同时实现了List接口和Deque接口,也就是说它既可以看作一个顺序容器,又可以看作一个队列(Queue),同时又可以看作一个栈(Stack)。这样看来,LinkedList简直就是个全能冠军。当你需要使用栈或者队列时,可以考虑使用LinkedList,一方面是因为Java官方已经声明不建议使用Stack类,更遗憾的是,Java里根本没有一个叫做Queue的类(它是个接口名字)。关于栈或队列,现在的首选是ArrayDeque,它有着比LinkedList(当作栈或队列使用时)有着更好的性能。

LinkedList_base

LinkedList底层通过双向链表实现,本节将着重讲解插入和删除元素时双向链表的维护过程,也即是之间解跟List接口相关的函数,而将QueueStack以及Deque相关的知识放在下一节讲。双向链表的每个节点用内部类Node表示。LinkedList通过firstlast引用分别指向链表的第一个和最后一个元素。注意这里没有所谓的哑元,当链表为空的时候firstlast都指向null

LinkedList的实现方式决定了所有跟下标相关的操作都是线性时间,而在首段或者末尾删除元素只需要常数时间。为追求效率LinkedList没有实现同步(synchronized),如果需要多个线程并发访问,可以先采用Collections.synchronizedList()方法对其进行包装。

方法剖析

add()

add()方法有两个版本,一个是add(E e),该方法在LinkedList的末尾插入元素,因为有last指向链表末尾,在末尾插入元素的花费是常数时间。只需要简单修改几个相关引用即可;另一个是add(int index, E element),该方法是在指定下表处插入元素,需要先通过线性查找找到具体位置,然后修改相关引用完成插入操作。

LinkedList_add

结合上图,可以看出add(E e)的逻辑非常简单。

add(int index, E element)的逻辑稍显复杂,可以分成两部,1.先根据index找到要插入的位置;2.修改引用,完成插入操作。

上面代码中的node(int index)函数有一点小小的trick,因为链表双向的,可以从开始往后找,也可以从结尾往前找,具体朝那个方向找取决于条件index < (size >> 1),也即是index是靠近前端还是后端。

remove()

remove()方法也有两个版本,一个是删除跟指定元素相等的第一个元素remove(Object o),另一个是删除指定下标处的元素remove(int index)

LinkedList_remove

两个删除操作都要1.先找到要删除元素的引用,2.修改相关引用,完成删除操作。在寻找被删元素引用的时候remove(Object o)调用的是元素的equals方法,而remove(int index)使用的是下标计数,两种方式都是线性时间复杂度。在步骤2中,两个revome()方法都是通过unlink(Node<E> x)方法完成的。这里需要考虑删除元素是第一个或者最后一个时的边界情况。

get()

get(int index)得到指定下标处元素的引用,通过调用上文中提到的node(int index)方法实现。

set()

set(int index, E element)方法将指定下标处的元素修改成指定值,也是先通过node(int index)找到对应下表元素的引用,然后修改Nodeitem的值。

打赏支持我写出更多好文章,谢谢!

打赏作者

打赏支持我写出更多好文章,谢谢!

1 2 收藏 评论

关于作者:CarpenterLee

中国科学院计算技术研究所在读硕士,从事高性能计算、大数据等领域。 个人主页 · 我的文章 · 7 ·    

相关文章

可能感兴趣的话题



直接登录
跳到底部
返回顶部