List集合之LinkedList（三）LinkedList总结

// size()用于返回集合元素个数

// 即 return size;

linkedList.size();

// toArray()用于将集合转为Object[]数组

// 内部实现：

// 1.先创建一个长度为size的Object[]数组

// 2.遍历LinkedList底层链表的节点，并取出节点的item存入数组中

linkedList.toArray();

// toAarry(T[] a)用于将集合转成T[]数组

// 当形参a数组的长度小于size时，创建一个T[]类型的长度为size的新数组

// 当形参a数组的长度大于size时，则将大于size部分的索引元素设为null

// 遍历链表，将集合元素存入数组0~size-1索引中。

linkedList.toArray(new Object[0]);

}

public static void testMethodFromObject(){

LinkedList linkedList = new LinkedList();

Person p1 = new Person(“qfc”,18);

Person p2 = new Person(“zyx”,19);

Person p3 = new Person(“swk”,20);

Person p4 = new Person(“zbj”,21);

Collections.addAll(linkedList,p1,p2,p3,p4);

System.out.println(linkedList.get(0));

/**

• 由于LinkedList实现了Cloneable接口，且重写clone方法，在clone方法中调用了super.clone()，获得对象拷贝

• 后面将拷贝对象的first,last设为null,将size,modCount设为null

• 然后遍历被拷贝对象的节点，将节点中的item取出，通过cloneObject.add(item);给克隆对象插入对应元素

• 为什么不直接使用super.clone()结果呢？因为这样会导致 拷贝对象的first,last 和 被拷贝对象的first,last 指向同一个内存上节点，这实际上已经不算对象克隆了。

*/

LinkedList clone = (LinkedList)linkedList.clone();

Person person = (Person) clone.get(0);

person.setName(“sg”);

person.setAge(12);

System.out.println(linkedList.get(0));

/**

• 说明：LinkedList的对象克隆是浅克隆

*/

}

public static void testMethodFromDeque(){

LinkedList linkedList = new LinkedList©;

System.out.println(linkedList);

//下面几个方法都是见名知意的

linkedList.addFirst(“A-”);//[A-,A, B, C, D]

linkedList.addLast(“Z”);//[A-,A, B, C, D, Z]

linkedList.removeFirst();//[A, B, C, D, Z]

linkedList.removeLast();//[A, B, C, D]

linkedList.removeFirstOccurrence(“A”);//[B, C, D]

linkedList.removeLastOccurrence(“B”);//[C, D]

//下面几个方法是模拟顺序栈的操作

linkedList.push(“A-”);//[A-,C, D]

linkedList.peek();//[A-,C, D]

linkedList.pop();//[C, D]

System.out.println(linkedList);//[C, D]

//下面几个方法是模拟双向栈的操作

//注意offer()是栈底压栈

linkedList.offer(“A–”);//[C, D, A–]

linkedList.offerFirst(“A-”);//[A-, C, D, A–]

linkedList.offerLast(“Z”);//[A-, C, D, A–, Z]

linkedList.peekFirst();//[A-, C, D, A–, Z]

linkedList.peekLast();//[A-, C, D, A–, Z]

linkedList.poll();//[C, D, A–, Z]

linkedList.pollFirst();//[D, A–, Z]

linkedList.pollLast();//[D, A–]

System.out.println(linkedList);

//取出栈顶元素

Object element = linkedList.element();//D

System.out.println(element);

}

public static void testIterator(){

LinkedList linkedList = new LinkedList©;

// iterator()本质是调用的LinkedList的listIterator(0);

// 所以该方法本质是返回一个ListIterator对象

Iterator iterator = linkedList.iterator();

ListIterator listIterator = (ListIterator) iterator;

boolean hasPrevious = listIterator.hasPrevious();

System.out.println(hasPrevious);//由于该迭代器本质是listIterator(0),所以next为node(0),所以nextIndex=0,而hasPrevious内部是要求 nextIndex>0

boolean hasNext = listIterator.hasNext();

System.out.println(hasNext);//hasNext()本质就是要求 nextIndex<size

listIterator.next();

listIterator.next();

listIterator.next();

listIterator.next();

System.out.println(listIterator.hasNext());

System.out.println(listIterator.hasPrevious());

listIterator.previous();

listIterator.previous();

listIterator.nextIndex();

listIterator.previousIndex();

/**

• 到目前为止，以证明了LinkedList的iterator()方法，该方法虽然返回的是Iterator实现类对象，但实质是ListIterator实现类对象

• 因为Iterator实现类对象没有previous(),hasPrevious()，nextIndex(),previousIndex()方法

• 其他set,add方法就先不在此处演示

*/

}

public static void testListIterator(){

/**

• LinkedList有两种方式直接获取ListIterator实现类对象

• 1.ListIterator listIterator();

• 2.ListIterator listIterator(int index);

• 其中1的内部实现就是调用了2的listIterator(0);这里不演示listIterator()

*/

LinkedList linkedList = new LinkedList©;

ListIterator listIterator = linkedList.listIterator(4);

while (listIterator.hasPrevious()){

System.out.println(listIterator.previous());

}

System.out.println(“====================================”);

System.out.println(listIterator.nextIndex());

System.out.println(listIterator.previousIndex());

System.out.println(“====================================”);

while(listIterator.hasNext()){

System.out.println(listIterator.next());

}

System.out.println(“====================================”);

System.out.println(listIterator.nextIndex());

System.out.println(listIterator.previousIndex());

System.out.println(“====================================”);

listIterator.add(“E”);

System.out.println(linkedList);

System.out.println(“====================================”);

// 注意add操作后，lastReturned被重置为null,而remove操作时删除lastReturned索引上节点，所以该处remove操作会抛出非法状态异常

// listIterator.remove();//java.lang.IllegalStateException

listIterator.previous();

listIterator.remove();

System.out.println(linkedList);

System.out.println(“====================================”);

// 注意remove操作后，lastReturned被重置为null,而set操作是修改lastReturned索引上的节点的item，所以该处set操作会抛出非法状态异常

// listIterator.set(“DD”);

listIterator.previous();

listIterator.set(“DD”);

System.out.println(linkedList);

System.out.println(“====================================”);

listIterator.previous();

listIterator.previous();

// 注意foreachRemaining不是从头遍历集合，而是从nextIndex索引为止开始遍历剩下的集 《大厂前端面试题解析+Web核心总结学习笔记+企业项目实战源码+最新高清讲解视频》无偿开源 徽信搜索公众号【编程进阶路】 合元素

listIterator.forEachRemaining(data-> System.out.println(data));

}

public static void testDescendingIterator(){

LinkedList linkedList = new LinkedList©;

Iterator descendingIterator = linkedList.descendingIterator();

while (descendingIterator.hasNext()){

Object next = descendingIterator.next();

System.out.println(next);

if(next.equals(“C”)){

descendingIterator.remove();

}

}

System.out.println(linkedList);

System.out.println(“====================================”);

LinkedList linkedList1 = new LinkedList©;

Iterator descendingIterator1 = linkedList1.descendingIterator();

descendingIterator1.forEachRemaining(data-> System.out.println(data));

/**

• 测试DescendingIterator迭代器，发现它的hasNext,next,foreachRemaing都是逆序执行

• 因为hasNext的内部实现调用的是ListItr的hasPrevious

• next的内部实现调用的是ListItr的previous

• foreachRemaining内部调用是自己的hasNext，和next

*/

}

}

package linkedlist;

public class Person implements Cloneable{

private String name;

private int age;

public String getName() {

return name;

}

public void setName(String name) {

this.name = name;

}

public int getAge() {

return age;

}

public void setAge(int age) {

this.age = age;

}

public Person(String name, int age) {

this.name = name;

this.age = age;

}

@Override

public String toString() {

return “Person{” +

“name='” + name + ‘’’ +

“, age=” + age +

‘}’;

}

@Override

public boolean equals(Object o) {

if (this == o) return true;

if (!(o instanceof Person)) return false;

Person person = (Person) o;

if (getAge() != person.getAge()) return false;

return getName() != null ? getName().equals(person.getName()) : person.getName() == null;

}

@Override

public int hashCode() {

int result = getName() != null ? getName().hashCode() : 0;

result = 31 * result + getAge();

return result;

}

@Override

protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {

return super.clone();

}

}

思考题

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为什么LinkedList不直接继承AbstractList，而要继承AbstractSequentialList？

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我们知道ArrayList,Vector直接继承了AbstractList。而LinkedList直接继承了AbstractSequentialList。

而AbstractList，AbstractSequentialList作为List实现类的抽象父类，它们存在的意义是提取子类中重复代码形成模板。

而ArrayList，Vector的底层是数组，LinkedList的底层是双向链表。它们实现基本操作如增删改查的的实现是不一样的。

所以说  AbstractList是ArrayList，Vector的抽象，AbstractSequentialList是LinkedList的抽象。

另外，AbstractSequentialList的基本操作都依赖于listIterator(int index)方法，而LinkedList中重写了listIterator(int index),所以AbstractSequentialList中的操作都依赖于LinkedList中的listIterator(int index)

为什么说ArrayList的容量是伪动态的？而说LinkedList的容量是真动态的？

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因为ArrayList的底层是数组。而数组的长度是固定的，一旦初始化，就无法再变更数组长度。

ArrayList的动态容量是 通过创建新数组来实现的。

而LinkedList的底层是双向链表。而链表的长度不是固定，后期可以实时增加或减少。

所以说LinkedList的容量 是 真动态的。

为什么说LinkedList的集合元素索引是伪索引？而ArrayList是真索引？

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因为ArrayList的底层是数组。而数组本身是有索引的。所以说ArrayList集合元素的索引是真索引。

而LinkedList的底层是双向链表，而链表节点是没有索引能力的。体现在LinkedList元素上的索引，其实是底层链表的节点的顺序序号，即first节点的元素是索引0，last节点的元素是索引size-1。

LinkedList的元素插入删除肯定比ArrayList快吗？ArrayList的查询操作一定比LinkedList的快吗？

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如果ArrayList容量足够的话，插入元素应该比LinkedList快。因为ArrayList可以随机访问，可以借助索引直接插入元素，不需要像LinkedList需要顺序访问，从first节点还是一个一个实时计算索引，然后创建新节点，删除旧节点，解开旧链接，创建新链接。

还有ArrayList删除最后一个索引的元素 理论上是比 LinkedList删除元素快的，因为ArrayList删除最后一个索引的元素，只需要将底层数组该索引元素设置null即可。不需要移位操作。而LinkedList删除元素，实际上是删除节点，而删除节点前需要找到节点，这些动作比较耗时。

ArrayList的查询操作也是随机访问性的，即可以根据索引直接访问对应元素。

LinkedList查询首尾元素很快，因为first和last节点在二分法查询下都是第一个被遍历的节点。所以感觉也很快，不一定比ArrayList的慢。

我们常说的LinkedList插入删除元素比ArrayList快，有如下场景

1.ArrayList容量不足时，需要扩容，然后将老数组中元素全部按序复制到新数组中。

2.ArrayList越靠前的索引处插入或删除元素时，后面元素都要做移位操作。

而LinkedList由于是真动态容量，所以不需要手动扩容，另外LinkedList插入删除元素，底层链表不需要后面的节点移位，只需要在操作的地方解开链，再创建新链就可以了。

我们常说的ArrayList查询元素比LinkedList快是，有如下场景

1.LinkedList每次查询对应索引的元素，都要通过遍历链表节点，来实时计算每个节点元素的索引，如果是单次还好，如果是循环查索引，它的复杂度将是ArrayList的n倍。

2.LinkedList采用二分法查询节点，并访问节点元素。如果是首尾节点还好，查询会很快。但是如果是靠近中间的节点，就会查询很慢。

而ArrayList是可以根据索引直接访问对应元素的。

所以只能本题的问题的前面加上一个前提词：大体上。

大体上，ArrayList查询快，增删慢。大体上，LinkedList增删快，查询慢。

比较下Stack模拟栈和LinkedList模拟栈的区别

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二者的区别主要是底层数据结构上的。

Stack的底层是数组。LinkedList的底层是双向链表。

数组和双向链表都可以模拟栈。栈数据结构的特点是：元素后进先出。主要操作有push,peek,pop

而数组可以将每次push的元素存在数组的length-1索引位置，peek操作取出length-1索引位置的元素，pop是取出length-1索引位置的元素，并设置该索引元素为null（达到删除元素的目的）

但是数组有个缺点就是容量固定，当push元素超出数组长度时，需要扩容，即创建新数组来转移存储。整体来说，性能不是很好。

而双向链表模拟栈比数组更加合适，双向链表可以将first节点处当成栈顶，也可以将last节点当成栈顶，且双向链表push,pop操作起来就是创建新节点，新链接，删除老节点，老链接的事，没有扩容，转移存储这些麻烦的操作。peek就是获取栈顶的节点的元素。双向链表本身操作首尾节点就很快，所以说双向链表模拟栈太合适了。

另外Stack只能模拟顺序栈，不能模拟双向栈。而LinkedList模拟双向栈简直就是蜜蜂掉到糖罐里，找到家了。相应的LinkedList的栈操作方法比Stack多，多的部分主要是双向栈的操作。

如 offer(E e),offerLast(E e) 压栈（底）offerFirst(E e)压栈（顶）

poll(),pollFirst() 弹栈（顶）  pollLast() 弹栈（底）

peek(),peekFirst() 获取栈顶元素  peekLast()获取栈底元素

push(E e) 压栈（顶）,pop() 弹栈（顶）

为什么说LinkedList是双向不循环链表呢？

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JDK8中，LinkedList的first,last节点有特殊注释说明

一般循环链表的first,last是链接的，即first.prev = last ; last.next = first;

但是在JDK8 LinkedList源码中 关于 first,last节点的描述只有两种情况

空链表:first = null, last = null

非空链表 first.prev = null && first != null

last.next = null && last != null

所以LinkedList从设计上来说，就不是循环链表。

LinkedList支持对象克隆吗？是深克隆还是浅克隆？

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LinkedList实现了Cloneable接口，且重写了clone()方法，重写的clone()中调用super.clone()。