LinkedList源码解析笔记

最新推荐文章于 2024-09-07 14:28:14 发布

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本文详细解析了LinkedList的数据结构原理，包括其内部Node节点的定义与功能，对比了LinkedList与ArrayList在读取速度上的差异，并通过实验验证了LinkedList在写入操作上的优势。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

LinkedList

在这里插入图片描述

经过了上次看ArrayList源码走的弯路的经验，我这次决定直接查看功能代码。

用什么数据结构存储的数据？

源码啊中的Node就是存储所用的数据结构，通过查看add方法的实现，验证的。

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;
        }
    }

其实维护的就是一个链表，Node就是这个链表的节点。它存储内容，存储上一个节点和下一个节点的引用。

为什么读取慢？

这个是与ArrayList作比较的

//LinkedList
public int indexOf(Object o) {
        int index = 0;
        if (o == null) {
            for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
                if (x.item == null)
                    return index;
                index++;
            }
        } else {
            for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
                if (o.equals(x.item))
                    return index;
                index++;
            }
        }
        return -1;
    }


//ArrayList
public int indexOf(Object o) {
        if (o == null) {
            for (int i = 0; i < size; i++)
                if (elementData[i]==null)
                    return i;
        } else {
            for (int i = 0; i < size; i++)
                if (o.equals(elementData[i]))
                    return i;
        }
        return -1;
    }

可以看出来，这俩查找的方式区别在于ArrayList是遍历数组，而LinkedList是遍历Node节点。那么在时间复杂度相同的情况下，谁快呢？

虚拟机的知识我懂得也不多，那就直接测试一下呗

import org.junit.Test;

public  class Demo2<E> {

    transient int size = 0;
    transient Node<E> first;
    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(Node<E> prev, E element){
            this.item = element;
            this.prev = prev;
        }

    }



    @Test
    public void method2(){
        int [] arr = new int[10000];
        int index = 0;
        arr[0] = index;

        Node cur = null;
        Node root = new Node(null,index,cur);
        Node pre = root;
        for(int i = 1; i < 10000; i++){
            cur = new Node(pre,++index);
            pre.next = cur;
            pre = cur;
            cur = cur.next;

            arr[i] = index;
        }
        long start = System.nanoTime();
        for(int i = 0; i < 10000; i++){
            //System.out.print(" "+arr[i]);
        }
        long end = System.nanoTime();
        System.out.println("数组用时"+(end - start)+"纳秒");

        start = System.nanoTime();
        for(int i = 0; i < 10000; i++){
            //System.out.print(" "+root.item);
            root = root.next;
        }
        end = System.nanoTime();
        System.out.println("链表用时"+(end - start)+"纳秒");

    }
    
}

结果：

数组用时58000纳秒
链表用时107000纳秒

所以，的确，相同都复杂度下，遍历数组更快！

为什么写快？

链表后面可以直接添加节点，而数组需要判断是否大于数组长度，如果大于还要新建一个更长的数组，然后把数据复制过来。

双链表也不同步，可以在创建的时候调用这个方法进行线程同步

List list = Collections.synchronizedList(new LinkedList(...));