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Java中LinkedList詳解和使用示例_動(dòng)力節(jié)點(diǎn)Java學(xué)院整理

 更新時(shí)間:2017年05月12日 09:51:15   投稿:mrr  
LinkedList 是一個(gè)繼承于AbstractSequentialList的雙向鏈表。它也可以被當(dāng)作堆棧、隊(duì)列或雙端隊(duì)列進(jìn)行操作。接下來通過示例代碼給大家詳細(xì)介紹java中l(wèi)inkedlist的使用,需要的朋友參考下吧

第1部分 LinkedList介紹

LinkedList簡介

LinkedList 是一個(gè)繼承于AbstractSequentialList的雙向鏈表。它也可以被當(dāng)作堆棧、隊(duì)列或雙端隊(duì)列進(jìn)行操作。
LinkedList 實(shí)現(xiàn) List 接口,能對它進(jìn)行隊(duì)列操作。
LinkedList 實(shí)現(xiàn) Deque 接口,即能將LinkedList當(dāng)作雙端隊(duì)列使用。
LinkedList 實(shí)現(xiàn)了Cloneable接口,即覆蓋了函數(shù)clone(),能克隆。
LinkedList 實(shí)現(xiàn)java.io.Serializable接口,這意味著LinkedList支持序列化,能通過序列化去傳輸。
LinkedList 是非同步的。 

LinkedList構(gòu)造函數(shù)

// 默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)
LinkedList()
// 創(chuàng)建一個(gè)LinkedList,保護(hù)Collection中的全部元素。
LinkedList(Collection<? extends E> collection) 

LinkedList的API  

LinkedList的API

boolean  add(E object)
void   add(int location, E object)
boolean  addAll(Collection<? extends E> collection)
boolean  addAll(int location, Collection<? extends E> collection)
void   addFirst(E object)
void   addLast(E object)
void   clear()
Object  clone()
boolean  contains(Object object)
Iterator<E> descendingIterator()
E    element()
E    get(int location)
E    getFirst()
E    getLast()
int   indexOf(Object object)
int   lastIndexOf(Object object)
ListIterator<E>  listIterator(int location)
boolean  offer(E o)
boolean  offerFirst(E e)
boolean  offerLast(E e)
E    peek()
E    peekFirst()
E    peekLast()
E    poll()
E    pollFirst()
E    pollLast()
E    pop()
void   push(E e)
E    remove()
E    remove(int location)
boolean  remove(Object object)
E    removeFirst()
boolean  removeFirstOccurrence(Object o)
E    removeLast()
boolean  removeLastOccurrence(Object o)
E    set(int location, E object)
int   size()
<T> T[]  toArray(T[] contents)
Object[]  toArray()

AbstractSequentialList簡介

在介紹LinkedList的源碼之前,先介紹一下AbstractSequentialList。畢竟,LinkedList是AbstractSequentialList的子類。

AbstractSequentialList 實(shí)現(xiàn)了get(int index)、set(int index, E element)、add(int index, E element) 和 remove(int index)這些函數(shù)。這些接口都是隨機(jī)訪問List的,LinkedList是雙向鏈表;既然它繼承于AbstractSequentialList,就相當(dāng)于已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了“get(int index)這些接口”。

此外,我們?nèi)粜枰ㄟ^AbstractSequentialList自己實(shí)現(xiàn)一個(gè)列表,只需要擴(kuò)展此類,并提供 listIterator() 和 size() 方法的實(shí)現(xiàn)即可。若要實(shí)現(xiàn)不可修改的列表,則需要實(shí)現(xiàn)列表迭代器的 hasNext、next、hasPrevious、previous 和 index 方法即可。 

第2部分 LinkedList數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

LinkedList的繼承關(guān)系

java.lang.Object
  java.util.AbstractCollection<E>
    java.util.AbstractList<E>
     java.util.AbstractSequentialList<E>
       java.util.LinkedList<E>
public class LinkedList<E>
 extends AbstractSequentialList<E>
 implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable {} 

LinkedList與Collection關(guān)系如下圖:

 

LinkedList的本質(zhì)是雙向鏈表。

(01) LinkedList繼承于AbstractSequentialList,并且實(shí)現(xiàn)了Dequeue接口。

(02) LinkedList包含兩個(gè)重要的成員:header 和 size。

  header是雙向鏈表的表頭,它是雙向鏈表節(jié)點(diǎn)所對應(yīng)的類Entry的實(shí)例。Entry中包含成員變量: previous, next, element。其中,previous是該節(jié)點(diǎn)的上一個(gè)節(jié)點(diǎn),next是該節(jié)點(diǎn)的下一個(gè)節(jié)點(diǎn),element是該節(jié)點(diǎn)所包含的值。
  size是雙向鏈表中節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)。

第3部分 LinkedList源碼解析(基于JDK1.6.0_45)

為了更了解LinkedList的原理,下面對LinkedList源碼代碼作出分析。

在閱讀源碼之前,我們先對LinkedList的整體實(shí)現(xiàn)進(jìn)行大致說明:

    LinkedList實(shí)際上是通過雙向鏈表去實(shí)現(xiàn)的。既然是雙向鏈表,那么它的順序訪問會(huì)非常高效,而隨機(jī)訪問效率比較低。

    既然LinkedList是通過雙向鏈表的,但是它也實(shí)現(xiàn)了List接口{也就是說,它實(shí)現(xiàn)了get(int location)、remove(int location)等“根據(jù)索引值來獲取、刪除節(jié)點(diǎn)的函數(shù)”}。LinkedList是如何實(shí)現(xiàn)List的這些接口的,如何將“雙向鏈表和索引值聯(lián)系起來的”?

    實(shí)際原理非常簡單,它就是通過一個(gè)計(jì)數(shù)索引值來實(shí)現(xiàn)的。例如,當(dāng)我們調(diào)用get(int location)時(shí),首先會(huì)比較“l(fā)ocation”和“雙向鏈表長度的1/2”;若前者大,則從鏈表頭開始往后查找,直到location位置;否則,從鏈表末尾開始先前查找,直到location位置。

   這就是“雙線鏈表和索引值聯(lián)系起來”的方法。

好了,接下來開始閱讀源碼(只要理解雙向鏈表,那么LinkedList的源碼很容易理解的)。 

package java.util;
 public class LinkedList<E>
  extends AbstractSequentialList<E>
  implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable
 {
  // 鏈表的表頭,表頭不包含任何數(shù)據(jù)。Entry是個(gè)鏈表類數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
  private transient Entry<E> header = new Entry<E>(null, null, null);
  // LinkedList中元素個(gè)數(shù)
  private transient int size = 0;
  // 默認(rèn)構(gòu)造函數(shù):創(chuàng)建一個(gè)空的鏈表
  public LinkedList() {
   header.next = header.previous = header;
  }
  // 包含“集合”的構(gòu)造函數(shù):創(chuàng)建一個(gè)包含“集合”的LinkedList
  public LinkedList(Collection<? extends E> c) {
   this();
   addAll(c);
  }
  // 獲取LinkedList的第一個(gè)元素
  public E getFirst() {
   if (size==0)
    throw new NoSuchElementException();
   // 鏈表的表頭header中不包含數(shù)據(jù)。
   // 這里返回header所指下一個(gè)節(jié)點(diǎn)所包含的數(shù)據(jù)。
   return header.next.element;
  }
  // 獲取LinkedList的最后一個(gè)元素
  public E getLast() {
   if (size==0)
    throw new NoSuchElementException();
   // 由于LinkedList是雙向鏈表;而表頭header不包含數(shù)據(jù)。
   // 因而,這里返回表頭header的前一個(gè)節(jié)點(diǎn)所包含的數(shù)據(jù)。
   return header.previous.element;
  }
  // 刪除LinkedList的第一個(gè)元素
  public E removeFirst() {
   return remove(header.next);
  }
  // 刪除LinkedList的最后一個(gè)元素
  public E removeLast() {
   return remove(header.previous);
  }
  // 將元素添加到LinkedList的起始位置
  public void addFirst(E e) {
   addBefore(e, header.next);
  }
  // 將元素添加到LinkedList的結(jié)束位置
  public void addLast(E e) {
   addBefore(e, header);
  }
  // 判斷LinkedList是否包含元素(o)
  public boolean contains(Object o) {
   return indexOf(o) != -1;
  }
  // 返回LinkedList的大小
  public int size() {
   return size;
  }
  // 將元素(E)添加到LinkedList中
  public boolean add(E e) {
   // 將節(jié)點(diǎn)(節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)是e)添加到表頭(header)之前。
   // 即,將節(jié)點(diǎn)添加到雙向鏈表的末端。
   addBefore(e, header);
   return true;
  }
  // 從LinkedList中刪除元素(o)
  // 從鏈表開始查找,如存在元素(o)則刪除該元素并返回true;
  // 否則,返回false。
  public boolean remove(Object o) {
   if (o==null) {
    // 若o為null的刪除情況
    for (Entry<E> e = header.next; e != header; e = e.next) {
     if (e.element==null) {
      remove(e);
      return true;
     }
    }
   } else {
    // 若o不為null的刪除情況
    for (Entry<E> e = header.next; e != header; e = e.next) {
     if (o.equals(e.element)) {
      remove(e);
      return true;
     }
    }
   }
   return false;
  }
  // 將“集合(c)”添加到LinkedList中。
  // 實(shí)際上,是從雙向鏈表的末尾開始,將“集合(c)”添加到雙向鏈表中。
  public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
   return addAll(size, c);
  }
  // 從雙向鏈表的index開始,將“集合(c)”添加到雙向鏈表中。
  public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
   if (index < 0 || index > size)
    throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index+
             ", Size: "+size);
   Object[] a = c.toArray();
   // 獲取集合的長度
   int numNew = a.length;
   if (numNew==0)
    return false;
   modCount++;
   // 設(shè)置“當(dāng)前要插入節(jié)點(diǎn)的后一個(gè)節(jié)點(diǎn)”
   Entry<E> successor = (index==size ? header : entry(index));
   // 設(shè)置“當(dāng)前要插入節(jié)點(diǎn)的前一個(gè)節(jié)點(diǎn)”
   Entry<E> predecessor = successor.previous;
   // 將集合(c)全部插入雙向鏈表中
   for (int i=; i<numNew; i++) {
    Entry<E> e = new Entry<E>((E)a[i], successor, predecessor);
    predecessor.next = e;
    predecessor = e;
   }
   successor.previous = predecessor;
   // 調(diào)整LinkedList的實(shí)際大小
   size += numNew;
   return true;
  }
  // 清空雙向鏈表
  public void clear() {
   Entry<E> e = header.next;
   // 從表頭開始,逐個(gè)向后遍歷;對遍歷到的節(jié)點(diǎn)執(zhí)行一下操作:
   // () 設(shè)置前一個(gè)節(jié)點(diǎn)為null 
   // () 設(shè)置當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的內(nèi)容為null 
   // () 設(shè)置后一個(gè)節(jié)點(diǎn)為“新的當(dāng)前節(jié)點(diǎn)”
   while (e != header) {
    Entry<E> next = e.next;
    e.next = e.previous = null;
    e.element = null;
    e = next;
   }
   header.next = header.previous = header;
   // 設(shè)置大小為0
  size = 0;
   modCount++;
  }
  // 返回LinkedList指定位置的元素
  public E get(int index) {
   return entry(index).element;
  }
  // 設(shè)置index位置對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)的值為element
  public E set(int index, E element) {
   Entry<E> e = entry(index);
   E oldVal = e.element;
   e.element = element;
   return oldVal;
  }
  // 在index前添加節(jié)點(diǎn),且節(jié)點(diǎn)的值為element
  public void add(int index, E element) {
   addBefore(element, (index==size ? header : entry(index)));
  }
  // 刪除index位置的節(jié)點(diǎn)
  public E remove(int index) {
   return remove(entry(index));
  }
  // 獲取雙向鏈表中指定位置的節(jié)點(diǎn)
  private Entry<E> entry(int index) {
  if (index < 0 || index >= size)
    throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index+
             ", Size: "+size);
   Entry<E> e = header;
   // 獲取index處的節(jié)點(diǎn)。
  // 若index < 雙向鏈表長度的1/2,則從前先后查找;
   // 否則,從后向前查找。
   if (index < (size >> 1)) {
    for (int i = ; i <= index; i++)
     e = e.next;
   } else {
    for (int i = size; i > index; i--)
     e = e.previous;
   }
   return e;
  }
  // 從前向后查找,返回“值為對象(o)的節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的索引”
  // 不存在就返回-1
  public int indexOf(Object o) {
   int index = 0;
   if (o==null) {
    for (Entry e = header.next; e != header; e = e.next) {
     if (e.element==null)
      return index;
     index++;
    }
   } else {
    for (Entry e = header.next; e != header; e = e.next) {
     if (o.equals(e.element))
      return index;
     index++;
    }
   }
  return -1;
  }
  // 從后向前查找,返回“值為對象(o)的節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的索引”
 // 不存在就返回-1
  public int lastIndexOf(Object o) {
   int index = size;
   if (o==null) {
    for (Entry e = header.previous; e != header; e = e.previous) {
     index--;
     if (e.element==null)
      return index;
    }
   } else {
    for (Entry e = header.previous; e != header; e = e.previous) {
     index--;
     if (o.equals(e.element))
      return index;
    }
   }
   return -1;
  }
  // 返回第一個(gè)節(jié)點(diǎn)
  // 若LinkedList的大小為0,則返回null
  public E peek() {
   if (size==)
    return null;
   return getFirst();
  }
  // 返回第一個(gè)節(jié)點(diǎn)
  // 若LinkedList的大小為0,則拋出異常
  public E element() {
   return getFirst();
  }
  // 刪除并返回第一個(gè)節(jié)點(diǎn)
  // 若LinkedList的大小為,則返回null
  public E poll() {
  if (size==0)
    return null;
   return removeFirst();
  }
  // 將e添加雙向鏈表末尾
  public boolean offer(E e) {
   return add(e);
  }
  // 將e添加雙向鏈表開頭
  public boolean offerFirst(E e) {
   addFirst(e);
   return true;
  }
  // 將e添加雙向鏈表末尾
  public boolean offerLast(E e) {
   addLast(e);
   return true;
  }
  // 返回第一個(gè)節(jié)點(diǎn)
  // 若LinkedList的大小為,則返回null
  public E peekFirst() {
   if (size==)
    return null;
   return getFirst();
  }
  // 返回最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)
  // 若LinkedList的大小為,則返回null
  public E peekLast() {
   if (size==)
    return null;
   return getLast();
  }
  // 刪除并返回第一個(gè)節(jié)點(diǎn)
  // 若LinkedList的大小為,則返回null
  public E pollFirst() {
  if (size==0)
    return null;
   return removeFirst();
  }
  // 刪除并返回最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)
 // 若LinkedList的大小為0,則返回null
  public E pollLast() {
  if (size==0)
    return null;
   return removeLast();
  }
  // 將e插入到雙向鏈表開頭
  public void push(E e) {
   addFirst(e);
  }
  // 刪除并返回第一個(gè)節(jié)點(diǎn)
  public E pop() {
   return removeFirst();
  }
  // 從LinkedList開始向后查找,刪除第一個(gè)值為元素(o)的節(jié)點(diǎn)
  // 從鏈表開始查找,如存在節(jié)點(diǎn)的值為元素(o)的節(jié)點(diǎn),則刪除該節(jié)點(diǎn)
  public boolean removeFirstOccurrence(Object o) {
   return remove(o);
  }
  // 從LinkedList末尾向前查找,刪除第一個(gè)值為元素(o)的節(jié)點(diǎn)
  // 從鏈表開始查找,如存在節(jié)點(diǎn)的值為元素(o)的節(jié)點(diǎn),則刪除該節(jié)點(diǎn)
  public boolean removeLastOccurrence(Object o) {
   if (o==null) {
    for (Entry<E> e = header.previous; e != header; e = e.previous) {
     if (e.element==null) {
      remove(e);
      return true;
     }
    }
   } else {
    for (Entry<E> e = header.previous; e != header; e = e.previous) {
     if (o.equals(e.element)) {
      remove(e);
      return true;
     }
    }
   }
   return false;
  }
  // 返回“index到末尾的全部節(jié)點(diǎn)”對應(yīng)的ListIterator對象(List迭代器)
  public ListIterator<E> listIterator(int index) {
   return new ListItr(index);
  }
  // List迭代器
  private class ListItr implements ListIterator<E> {
   // 上一次返回的節(jié)點(diǎn)
   private Entry<E> lastReturned = header;
   // 下一個(gè)節(jié)點(diǎn)
   private Entry<E> next;
   // 下一個(gè)節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的索引值
   private int nextIndex;
   // 期望的改變計(jì)數(shù)。用來實(shí)現(xiàn)fail-fast機(jī)制。
   private int expectedModCount = modCount;
   // 構(gòu)造函數(shù)。
   // 從index位置開始進(jìn)行迭代
   ListItr(int index) {
    // index的有效性處理
   if (index < 0 || index > size)
     throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index+ ", Size: "+size);
    // 若 “index 小于 ‘雙向鏈表長度的一半'”,則從第一個(gè)元素開始往后查找;
    // 否則,從最后一個(gè)元素往前查找。
    if (index < (size >> )) {
     next = header.next;
     for (nextIndex=; nextIndex<index; nextIndex++)
      next = next.next;
    } else {
     next = header;
     for (nextIndex=size; nextIndex>index; nextIndex--)
      next = next.previous;
    }
   }
   // 是否存在下一個(gè)元素
   public boolean hasNext() {
    // 通過元素索引是否等于“雙向鏈表大小”來判斷是否達(dá)到最后。
    return nextIndex != size;
   }
   // 獲取下一個(gè)元素
   public E next() {
    checkForComodification();
    if (nextIndex == size)
     throw new NoSuchElementException();
    lastReturned = next;
    // next指向鏈表的下一個(gè)元素
    next = next.next;
    nextIndex++;
    return lastReturned.element;
   }
   // 是否存在上一個(gè)元素
   public boolean hasPrevious() {
    // 通過元素索引是否等于,來判斷是否達(dá)到開頭。
    return nextIndex != ;
   }
   // 獲取上一個(gè)元素
   public E previous() {
    if (nextIndex == )
    throw new NoSuchElementException();
    // next指向鏈表的上一個(gè)元素
    lastReturned = next = next.previous;
    nextIndex--;
    checkForComodification();
    return lastReturned.element;
   }
   // 獲取下一個(gè)元素的索引
   public int nextIndex() {
    return nextIndex;
   }
   // 獲取上一個(gè)元素的索引
   public int previousIndex() {
    return nextIndex-;
   }
   // 刪除當(dāng)前元素。
   // 刪除雙向鏈表中的當(dāng)前節(jié)點(diǎn)
   public void remove() {
    checkForComodification();
    Entry<E> lastNext = lastReturned.next;
    try {
     LinkedList.this.remove(lastReturned);
    } catch (NoSuchElementException e) {
     throw new IllegalStateException();
    }
    if (next==lastReturned)
     next = lastNext;
    else
     nextIndex--;
    lastReturned = header;
    expectedModCount++;
   }
   // 設(shè)置當(dāng)前節(jié)點(diǎn)為e
   public void set(E e) {
    if (lastReturned == header)
     throw new IllegalStateException();
    checkForComodification();
    lastReturned.element = e;
   }
   // 將e添加到當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的前面
   public void add(E e) {
    checkForComodification();
    lastReturned = header;
    addBefore(e, next);
    nextIndex++;
    expectedModCount++;
   }
   // 判斷 “modCount和expectedModCount是否相等”,依次來實(shí)現(xiàn)fail-fast機(jī)制。
   final void checkForComodification() {
    if (modCount != expectedModCount)
    throw new ConcurrentModificationException();
   }
  }
  // 雙向鏈表的節(jié)點(diǎn)所對應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
  // 包含部分:上一節(jié)點(diǎn),下一節(jié)點(diǎn),當(dāng)前節(jié)點(diǎn)值。
  private static class Entry<E> {
   // 當(dāng)前節(jié)點(diǎn)所包含的值
   E element;
   // 下一個(gè)節(jié)點(diǎn)
   Entry<E> next;
   // 上一個(gè)節(jié)點(diǎn)
   Entry<E> previous;
   /**
   * 鏈表節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造函數(shù)。
   * 參數(shù)說明:
   * element —— 節(jié)點(diǎn)所包含的數(shù)據(jù)
   * next  —— 下一個(gè)節(jié)點(diǎn)
   * previous —— 上一個(gè)節(jié)點(diǎn)
   */
   Entry(E element, Entry<E> next, Entry<E> previous) {
    this.element = element;
    this.next = next;
    this.previous = previous;
   }
  }
  // 將節(jié)點(diǎn)(節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)是e)添加到entry節(jié)點(diǎn)之前。
  private Entry<E> addBefore(E e, Entry<E> entry) {
   // 新建節(jié)點(diǎn)newEntry,將newEntry插入到節(jié)點(diǎn)e之前;并且設(shè)置newEntry的數(shù)據(jù)是e
   Entry<E> newEntry = new Entry<E>(e, entry, entry.previous);
   newEntry.previous.next = newEntry;
   newEntry.next.previous = newEntry;
   // 修改LinkedList大小
   size++;
   // 修改LinkedList的修改統(tǒng)計(jì)數(shù):用來實(shí)現(xiàn)fail-fast機(jī)制。
   modCount++;
   return newEntry;
  }
  // 將節(jié)點(diǎn)從鏈表中刪除
  private E remove(Entry<E> e) {
   if (e == header)
    throw new NoSuchElementException();
   E result = e.element;
   e.previous.next = e.next;
   e.next.previous = e.previous;
   e.next = e.previous = null;
   e.element = null;
   size--;
   modCount++;
   return result;
  }
  // 反向迭代器
  public Iterator<E> descendingIterator() {
   return new DescendingIterator();
  }
  // 反向迭代器實(shí)現(xiàn)類。
  private class DescendingIterator implements Iterator {
   final ListItr itr = new ListItr(size());
   // 反向迭代器是否下一個(gè)元素。
   // 實(shí)際上是判斷雙向鏈表的當(dāng)前節(jié)點(diǎn)是否達(dá)到開頭
   public boolean hasNext() {
    return itr.hasPrevious();
   }
   // 反向迭代器獲取下一個(gè)元素。
   // 實(shí)際上是獲取雙向鏈表的前一個(gè)節(jié)點(diǎn)
   public E next() {
    return itr.previous();
   }
   // 刪除當(dāng)前節(jié)點(diǎn)
   public void remove() {
    itr.remove();
   }
  }
  // 返回LinkedList的Object[]數(shù)組
  public Object[] toArray() {
  // 新建Object[]數(shù)組
  Object[] result = new Object[size];
   int i = ;
   // 將鏈表中所有節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)都添加到Object[]數(shù)組中
   for (Entry<E> e = header.next; e != header; e = e.next)
    result[i++] = e.element;
  return result;
  }
  // 返回LinkedList的模板數(shù)組。所謂模板數(shù)組,即可以將T設(shè)為任意的數(shù)據(jù)類型
  public <T> T[] toArray(T[] a) {
   // 若數(shù)組a的大小 < LinkedList的元素個(gè)數(shù)(意味著數(shù)組a不能容納LinkedList中全部元素)
   // 則新建一個(gè)T[]數(shù)組,T[]的大小為LinkedList大小,并將該T[]賦值給a。
   if (a.length < size)
    a = (T[])java.lang.reflect.Array.newInstance(
         a.getClass().getComponentType(), size);
   // 將鏈表中所有節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)都添加到數(shù)組a中
   int i = ;
   Object[] result = a;
   for (Entry<E> e = header.next; e != header; e = e.next)
    result[i++] = e.element;
   if (a.length > size)
    a[size] = null;
   return a;
  }
  // 克隆函數(shù)。返回LinkedList的克隆對象。
  public Object clone() {
   LinkedList<E> clone = null;
   // 克隆一個(gè)LinkedList克隆對象
   try {
    clone = (LinkedList<E>) super.clone();
   } catch (CloneNotSupportedException e) {
    throw new InternalError();
   }
   // 新建LinkedList表頭節(jié)點(diǎn)
   clone.header = new Entry<E>(null, null, null);
   clone.header.next = clone.header.previous = clone.header;
  clone.size = 0;
   clone.modCount = 0;
   // 將鏈表中所有節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)都添加到克隆對象中
   for (Entry<E> e = header.next; e != header; e = e.next)
    clone.add(e.element);
   return clone;
  }
  // java.io.Serializable的寫入函數(shù)
  // 將LinkedList的“容量,所有的元素值”都寫入到輸出流中
  private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
   throws java.io.IOException {
   // Write out any hidden serialization magic
   s.defaultWriteObject();
   // 寫入“容量”
   s.writeInt(size);
   // 將鏈表中所有節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)都寫入到輸出流中
   for (Entry e = header.next; e != header; e = e.next)
    s.writeObject(e.element);
  }
  // java.io.Serializable的讀取函數(shù):根據(jù)寫入方式反向讀出
  // 先將LinkedList的“容量”讀出,然后將“所有的元素值”讀出
  private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
   throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {
   // Read in any hidden serialization magic
   s.defaultReadObject();
   // 從輸入流中讀取“容量”
   int size = s.readInt();
   // 新建鏈表表頭節(jié)點(diǎn)
   header = new Entry<E>(null, null, null);
   header.next = header.previous = header;
   // 從輸入流中將“所有的元素值”并逐個(gè)添加到鏈表中
   for (int i=; i<size; i++)
    addBefore((E)s.readObject(), header);
  }
 }

總結(jié):

(01) LinkedList 實(shí)際上是通過雙向鏈表去實(shí)現(xiàn)的。

        它包含一個(gè)非常重要的內(nèi)部類:Entry。Entry是雙向鏈表節(jié)點(diǎn)所對應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),它包括的屬性有:當(dāng)前節(jié)點(diǎn)所包含的值,上一個(gè)節(jié)點(diǎn),下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。

(02) 從LinkedList的實(shí)現(xiàn)方式中可以發(fā)現(xiàn),它不存在LinkedList容量不足的問題。

(03) LinkedList的克隆函數(shù),即是將全部元素克隆到一個(gè)新的LinkedList對象中。

(04) LinkedList實(shí)現(xiàn)java.io.Serializable。當(dāng)寫入到輸出流時(shí),先寫入“容量”,再依次寫入“每一個(gè)節(jié)點(diǎn)保護(hù)的值”;當(dāng)讀出輸入流時(shí),先讀取“容量”,再依次讀取“每一個(gè)元素”。

(05) 由于LinkedList實(shí)現(xiàn)了Deque,而Deque接口定義了在雙端隊(duì)列兩端訪問元素的方法。提供插入、移除和檢查元素的方法。每種方法都存在兩種形式:一種形式在操作失敗時(shí)拋出異常,另一種形式返回一個(gè)特殊值(null 或 false,具體取決于操作)。

總結(jié)起來如下表格:

        第一個(gè)元素(頭部)     最后一個(gè)元素(尾部)

        拋出異常        特殊值            拋出異常        特殊值
插入    addFirst(e)    offerFirst(e)    addLast(e)        offerLast(e)
移除    removeFirst()  pollFirst()      removeLast()    pollLast()
檢查    getFirst()     peekFirst()      getLast()        peekLast()

(06) LinkedList可以作為FIFO(先進(jìn)先出)的隊(duì)列,作為FIFO的隊(duì)列時(shí),下表的方法等價(jià): 

隊(duì)列方法       等效方法

add(e)  addLast(e)
offer(e)  offerLast(e)
remove()  removeFirst()
poll()  pollFirst()
element()  getFirst()
peek()  peekFirst()

(07) LinkedList可以作為LIFO(后進(jìn)先出)的棧,作為LIFO的棧時(shí),下表的方法等價(jià):

棧方法        等效方法

push(e)      addFirst(e)
pop()        removeFirst()
peek()       peekFirst() 

第4部分 LinkedList遍歷方式

LinkedList遍歷方式

LinkedList支持多種遍歷方式。建議不要采用隨機(jī)訪問的方式去遍歷LinkedList,而采用逐個(gè)遍歷的方式。

(01) 第一種,通過迭代器遍歷。即通過Iterator去遍歷。

for(Iterator iter = list.iterator(); iter.hasNext();)
 iter.next();

(02) 通過快速隨機(jī)訪問遍歷LinkedList

int size = list.size();
for (int i=0; i<size; i++) {
 list.get(i);  
}

(03) 通過另外一種for循環(huán)來遍歷LinkedList

for (Integer integ:list) 
 ;

(04) 通過pollFirst()來遍歷LinkedList

while(list.pollFirst() != null)
 ;

(05) 通過pollLast()來遍歷LinkedList

while(list.pollLast() != null)
 ;

(06) 通過removeFirst()來遍歷LinkedList

try {
 while(list.removeFirst() != null)
  ;
} catch (NoSuchElementException e) {
}

(07) 通過removeLast()來遍歷LinkedList

try {
 while(list.removeLast() != null)
  ;
} catch (NoSuchElementException e) {
}

測試這些遍歷方式效率的代碼如下:  

import java.util.List;
 import java.util.Iterator;
 import java.util.LinkedList;
 import java.util.NoSuchElementException;
 /*
 * @desc 測試LinkedList的幾種遍歷方式和效率
 *
 * 
 */
 public class LinkedListThruTest {
  public static void main(String[] args) {
   // 通過Iterator遍歷LinkedList
   iteratorLinkedListThruIterator(getLinkedList()) ;
   // 通過快速隨機(jī)訪問遍歷LinkedList
   iteratorLinkedListThruForeach(getLinkedList()) ;
   // 通過for循環(huán)的變種來訪問遍歷LinkedList
   iteratorThroughFor(getLinkedList()) ;
   // 通過PollFirst()遍歷LinkedList
   iteratorThroughPollFirst(getLinkedList()) ;
   // 通過PollLast()遍歷LinkedList
   iteratorThroughPollLast(getLinkedList()) ;
   // 通過removeFirst()遍歷LinkedList
   iteratorThroughRemoveFirst(getLinkedList()) ;
   // 通過removeLast()遍歷LinkedList
   iteratorThroughRemoveLast(getLinkedList()) ;
  }
  private static LinkedList getLinkedList() {
   LinkedList llist = new LinkedList();
   for (int i=; i<; i++)
    llist.addLast(i);
   return llist;
  }
  /**
  * 通過快迭代器遍歷LinkedList
  */
  private static void iteratorLinkedListThruIterator(LinkedList<Integer> list) {
   if (list == null)
    return ;
   // 記錄開始時(shí)間
   long start = System.currentTimeMillis();
   for(Iterator iter = list.iterator(); iter.hasNext();)
    iter.next();
   // 記錄結(jié)束時(shí)間
   long end = System.currentTimeMillis();
   long interval = end - start;
   System.out.println("iteratorLinkedListThruIterator:" + interval+" ms");
  }
  /**
  * 通過快速隨機(jī)訪問遍歷LinkedList
  */
  private static void iteratorLinkedListThruForeach(LinkedList<Integer> list) {
   if (list == null)
    return ;
   // 記錄開始時(shí)間
   long start = System.currentTimeMillis();
   int size = list.size();
   for (int i=; i<size; i++) {
    list.get(i);  
   }
   // 記錄結(jié)束時(shí)間
   long end = System.currentTimeMillis();
   long interval = end - start;
   System.out.println("iteratorLinkedListThruForeach:" + interval+" ms");
  }
  /**
  * 通過另外一種for循環(huán)來遍歷LinkedList
  */
  private static void iteratorThroughFor(LinkedList<Integer> list) {
   if (list == null)
    return ;
   // 記錄開始時(shí)間
   long start = System.currentTimeMillis();
   for (Integer integ:list) 
    ;
   // 記錄結(jié)束時(shí)間
   long end = System.currentTimeMillis();
   long interval = end - start;
   System.out.println("iteratorThroughFor:" + interval+" ms");
  }
  /**
  * 通過pollFirst()來遍歷LinkedList
  */
  private static void iteratorThroughPollFirst(LinkedList<Integer> list) {
   if (list == null)
    return ;
   // 記錄開始時(shí)間
   long start = System.currentTimeMillis();
   while(list.pollFirst() != null)
    ;
   // 記錄結(jié)束時(shí)間
   long end = System.currentTimeMillis();
   long interval = end - start;
   System.out.println("iteratorThroughPollFirst:" + interval+" ms");
  }
  /**
  * 通過pollLast()來遍歷LinkedList
  */
  private static void iteratorThroughPollLast(LinkedList<Integer> list) {
   if (list == null)
    return ;
   // 記錄開始時(shí)間
   long start = System.currentTimeMillis();
   while(list.pollLast() != null)
    ;
   // 記錄結(jié)束時(shí)間
   long end = System.currentTimeMillis();
   long interval = end - start;
   System.out.println("iteratorThroughPollLast:" + interval+" ms");
  }
  /**
  * 通過removeFirst()來遍歷LinkedList
  */
  private static void iteratorThroughRemoveFirst(LinkedList<Integer> list) {
   if (list == null)
    return ;
   // 記錄開始時(shí)間
   long start = System.currentTimeMillis();
   try {
    while(list.removeFirst() != null)
     ;
   } catch (NoSuchElementException e) {
   }
   // 記錄結(jié)束時(shí)間
   long end = System.currentTimeMillis();
   long interval = end - start;
   System.out.println("iteratorThroughRemoveFirst:" + interval+" ms");
  }
  /**
  * 通過removeLast()來遍歷LinkedList
  */
  private static void iteratorThroughRemoveLast(LinkedList<Integer> list) {
   if (list == null)
    return ;
   // 記錄開始時(shí)間
   long start = System.currentTimeMillis();
   try {
    while(list.removeLast() != null)
     ;
   } catch (NoSuchElementException e) {
   }
   // 記錄結(jié)束時(shí)間
   long end = System.currentTimeMillis();
   long interval = end - start;
   System.out.println("iteratorThroughRemoveLast:" + interval+" ms");
  }
 }

執(zhí)行結(jié)果: 

iteratorLinkedListThruIterator:8 ms
iteratorLinkedListThruForeach:3724 ms
iteratorThroughFor2:5 ms
iteratorThroughPollFirst:8 ms
iteratorThroughPollLast:6 ms
iteratorThroughRemoveFirst:2 ms
iteratorThroughRemoveLast:2 ms 

由此可見,遍歷LinkedList時(shí),使用removeFist()或removeLast()效率最高。但用它們遍歷時(shí),會(huì)刪除原始數(shù)據(jù);若單純只讀取,而不刪除,應(yīng)該使用第3種遍歷方式。

無論如何,千萬不要通過隨機(jī)訪問去遍歷LinkedList!

第5部分 LinkedList示例

下面通過一個(gè)示例來學(xué)習(xí)如何使用LinkedList的常用API 

import java.util.List;
 import java.util.Iterator;
 import java.util.LinkedList;
 import java.util.NoSuchElementException;
 /*
 * @desc LinkedList測試程序。
 *
 * 
 * 
 */
 public class LinkedListTest {
  public static void main(String[] args) {
   // 測試LinkedList的API
   testLinkedListAPIs() ;
   // 將LinkedList當(dāng)作 LIFO(后進(jìn)先出)的堆棧
   useLinkedListAsLIFO();
   // 將LinkedList當(dāng)作 FIFO(先進(jìn)先出)的隊(duì)列
   useLinkedListAsFIFO();
  }
  /*
  * 測試LinkedList中部分API
  */
  private static void testLinkedListAPIs() {
   String val = null;
   //LinkedList llist;
   //llist.offer("10");
   // 新建一個(gè)LinkedList
   LinkedList llist = new LinkedList();
   //---- 添加操作 ----
   // 依次添加1,2,3
   llist.add("1");
   llist.add("2");
   llist.add("3");
  // 將“4”添加到第一個(gè)位置
   llist.add(1, "4");
   System.out.println("\nTest \"addFirst(), removeFirst(), getFirst()\"");
   // (01) 將“10”添加到第一個(gè)位置。 失敗的話,拋出異常!
   llist.addFirst("10");
   System.out.println("llist:"+llist);
   // (02) 將第一個(gè)元素刪除。  失敗的話,拋出異常!
   System.out.println("llist.removeFirst():"+llist.removeFirst());
   System.out.println("llist:"+llist);
   // (03) 獲取第一個(gè)元素。   失敗的話,拋出異常!
   System.out.println("llist.getFirst():"+llist.getFirst());
   System.out.println("\nTest \"offerFirst(), pollFirst(), peekFirst()\"");
   // (01) 將“10”添加到第一個(gè)位置。 返回true。
   llist.offerFirst("10");
   System.out.println("llist:"+llist);
   // (02) 將第一個(gè)元素刪除。  失敗的話,返回null。
   System.out.println("llist.pollFirst():"+llist.pollFirst());
   System.out.println("llist:"+llist);
   // (03) 獲取第一個(gè)元素。   失敗的話,返回null。
   System.out.println("llist.peekFirst():"+llist.peekFirst());
   System.out.println("\nTest \"addLast(), removeLast(), getLast()\"");
   // (01) 將“20”添加到最后一個(gè)位置。 失敗的話,拋出異常!
   llist.addLast("20");
   System.out.println("llist:"+llist);
   // (02) 將最后一個(gè)元素刪除。  失敗的話,拋出異常!
   System.out.println("llist.removeLast():"+llist.removeLast());
   System.out.println("llist:"+llist);
   // (03) 獲取最后一個(gè)元素。   失敗的話,拋出異常!
   System.out.println("llist.getLast():"+llist.getLast());
   System.out.println("\nTest \"offerLast(), pollLast(), peekLast()\"");
   // (01) 將“20”添加到第一個(gè)位置。 返回true。
   llist.offerLast("20");
   System.out.println("llist:"+llist);
  // (02) 將第一個(gè)元素刪除。  失敗的話,返回null。
   System.out.println("llist.pollLast():"+llist.pollLast());
   System.out.println("llist:"+llist);
   // (03) 獲取第一個(gè)元素。   失敗的話,返回null。
   System.out.println("llist.peekLast():"+llist.peekLast());
   // 將第3個(gè)元素設(shè)置300。不建議在LinkedList中使用此操作,因?yàn)樾实停?
   llist.set(2, "300");
   // 獲取第3個(gè)元素。不建議在LinkedList中使用此操作,因?yàn)樾实停?
   System.out.println("\nget(3):"+llist.get(2));
   // ---- toArray(T[] a) ----
   // 將LinkedList轉(zhuǎn)行為數(shù)組
   String[] arr = (String[])llist.toArray(new String[]);
   for (String str:arr) 
    System.out.println("str:"+str);
   // 輸出大小
   System.out.println("size:"+llist.size());
   // 清空LinkedList
   llist.clear();
   // 判斷LinkedList是否為空
   System.out.println("isEmpty():"+llist.isEmpty()+"\n");
  }
  /**
  * 將LinkedList當(dāng)作 LIFO(后進(jìn)先出)的堆棧
  */
  private static void useLinkedListAsLIFO() {
   System.out.println("\nuseLinkedListAsLIFO");
   // 新建一個(gè)LinkedList
   LinkedList stack = new LinkedList();
  // 將1,2,3,4添加到堆棧中
  stack.push("1");
   stack.push("2");
   stack.push("3");
  stack.push("4");
   // 打印“棧”
   System.out.println("stack:"+stack);
   // 刪除“棧頂元素”
   System.out.println("stack.pop():"+stack.pop());
   // 取出“棧頂元素”
   System.out.println("stack.peek():"+stack.peek());
   // 打印“?!?
   System.out.println("stack:"+stack);
  }
  /**
  * 將LinkedList當(dāng)作 FIFO(先進(jìn)先出)的隊(duì)列
  */
  private static void useLinkedListAsFIFO() {
   System.out.println("\nuseLinkedListAsFIFO");
   // 新建一個(gè)LinkedList
   LinkedList queue = new LinkedList();
  // 將10,20,30,40添加到隊(duì)列。每次都是插入到末尾
   queue.add("10");
  queue.add("20");
  queue.add("30");
  queue.add("40");
   // 打印“隊(duì)列”
   System.out.println("queue:"+queue);
   // 刪除(隊(duì)列的第一個(gè)元素)
   System.out.println("queue.remove():"+queue.remove());
   // 讀取(隊(duì)列的第一個(gè)元素)
   System.out.println("queue.element():"+queue.element());
   // 打印“隊(duì)列”
   System.out.println("queue:"+queue);
  }
 }

   運(yùn)行結(jié)果: 

Test "addFirst(), removeFirst(), getFirst()"
llist:[10, 1, 4, 2, 3]
llist.removeFirst():10
llist:[1, 4, 2, 3]
llist.getFirst():1
Test "offerFirst(), pollFirst(), peekFirst()"
llist:[10, 1, 4, 2, 3]
llist.pollFirst():10
llist:[1, 4, 2, 3]
llist.peekFirst():1
Test "addLast(), removeLast(), getLast()"
llist:[1, 4, 2, 3, 20]
llist.removeLast():20
llist:[1, 4, 2, 3]
llist.getLast():3
Test "offerLast(), pollLast(), peekLast()"
llist:[1, 4, 2, 3, 20]
llist.pollLast():20
llist:[1, 4, 2, 3]
llist.peekLast():3
get(3):300
str:1
str:4
str:300
str:3
size:4
isEmpty():true
useLinkedListAsLIFO
stack:[4, 3, 2, 1]
stack.pop():4
stack.peek():3
stack:[3, 2, 1]
useLinkedListAsFIFO
queue:[10, 20, 30, 40]
queue.remove():10
queue.element():20
queue:[20, 30, 40]

以上所述是小編給大家介紹的Java中LinkedList詳解和使用示例,希望對大家有所幫助,如果大家有任何疑問請給我留言,小編會(huì)及時(shí)回復(fù)大家的。在此也非常感謝大家對腳本之家網(wǎng)站的支持!

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    2019-08-08
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    2019-12-12
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    2017-03-03

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