Java集合框架2— LinkedList

Java集合框架(2) - LinkedList

​ Java的集合框架其实是常用数据结构的实现，上篇博客我们讲了ArrayList这种基于数组形式实现的列表，那么这篇博客我们主要讲解基于双向链表实现的列表：LinkedList。那么这里说一下常见的面试题：Java的ArrayList和LinkedList有什么区别？这个问题其实问的其实是数据结构的基础。数组支持随机访问，但是它在列表中间添加和删除元素困难；链表虽然不支持随机访问，但是它在列表中间添加和删除元素简单。

继承与实现体系

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

• AbstractSequentialList类：这个类继承了AbstractList，这说明LinkedList也是fail-fast的
• Deque接口：这意味着LinkedList是一个列表，也是一个双端队列
• Cloneable接口：它是一个空接口，标识这LinkedList支持clone方法
• Serializable接口：它也是一个空接口，意味着LinkedList支持序列化

LinkedList的基石—Node类

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;
    }
}

我们可以看到Node被设计成为静态内部类，它是双向链表的节点，可以看到它有一个前驱prev，一个后继next和它本身的数据域item。这个相信有点数据结构基础的都能看得懂。

LinkedList的常量

private static final long serialVersionUID = 876323262645176354L;

LinkedList的常量没有ArrayList那么多，仅仅只有一个序列号。

LinkedList的变量

transient int size = 0;

transient Node<E> first;

transient Node<E> last;

• size：列表中实际存储元素的个数
• first：指向列表的第一个元素的变量
• last：指向列表的最后一个元素的变量

LinkedList的构造方法

• 无参构造：这个可以看到什么都没干

  public LinkedList() {}
  

• 有参构造：这个就是将集合c中的元素全部添加到LinkedList的实例中去

  public LinkedList(Collection<? extends E> c) {
      this();
      addAll(c);
  }
  

LinkedList的增删改查

• 添加一个元素

  public boolean add(E e) {
      linkLast(e);
      return true;
  }
  

  这里我们可以看到调用了一个私有方法linkLast。见名知意：向链表的尾部添加元素，也就是我们常说的尾插法。

• 删除一个元素

  public E remove(int index) {
      checkElementIndex(index);
      return unlink(node(index));
  }
  

  可以看到首先判断index是否越界，越界的话则直接抛出异常；否则，就是我们所熟知的双向链表删除节点的操作：将前驱节点的next域置为删除节点的next域。我们不需要手动free当前节点的空间，GC会帮我们处理。

• 更新一个节点

  public E set(int index, E element) {
      checkElementIndex(index);
      Node<E> x = node(index);
      E oldVal = x.item;
      x.item = element;
      return oldVal;
  }
  

  依旧是先判断index是否越界，越界的化直接抛出异常；否则，找到更新的位置的节点，然后更新为给定的新值element

• 查询一个节点

  public E get(int index) {
      checkElementIndex(index);
      return node(index).item;
  }
  

  获取指定位置的节点并返回该节点的值。我们可以看到都是数据结构的基本操作，至于双端队列Deque的方法实现起来也是一个思路。