JAVA 集合之 LinkedList 底层实现和原理

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彭阿三
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发布于: 2020 年 09 月 24 日

概述

LinkedList底层是基于双向链表(双向链表的特点),链表在内存中不是连续的,而是通过引用来关联所有的元素,所以链表的优点在于添加和删除元素比较快,因为只是移动指针,并且不需要判断是否需要扩容,缺点是查询和遍历效率比较低。



  • LinkedList是基于双向循环链表实现的,除了可以当做链表来操作外,实现了Deque接口,它还可以当做栈、队列和双端队列来使用。

  • LinkedList同样是非线程安全的,只在单线程下适合使用。

  • LinkedList实现了Serializable接口,因此它支持序列化,能够通过序列化传输,实现了Cloneable接口,能被克隆。

数据结构



继承关系



java.lang.Object
java.util.AbstractCollection<E>
java.util.AbstractList<E>
java.util.AbstractSequentialList<E>
java.util.LinkedList<E>

实现接口

Serializable, Cloneable, Iterable<E>, Collection<E>, Deque<E>, List<E>, Queue<E>

基本属性

transient int size = 0; //LinkedList中存放的元素个数
transient Node<E> first; //头节点
transient Node<E> last; //尾节点



/**
*LinkedList底层是双链表。
*实现了List接口可以有队列操作
*实现了Deque接口可以有双端队列操作
*实现了所有可选的List操作并且允许存储任何元素,包括Null
*所有的操作都提现了双链表的结构.
*索引进入List的操作将从开始或者结尾遍历List,无论任何一个指定的索引
*
*注意:这些实现(linkedList)不是同步的,意味着线程不安全
*如果有多个线程同时访问双链表,至少有一个线程在结构上修改list,那么就必须在外部加上同步操作(synchronized)(所谓的结构化修改
*操作是指增加或者修改一个或者多个元素,重新设置元素的值不是结构化修改),通常通过自然地同步一些对象来封装List来完成
*
*如果没有这样的对象存在,那么应该使用Collections.synchronizedList来封装链表。
*最好是在创建是完成,以访问意外的对链表进行非同步的访问。
*如:List list = Collections.synchronizedList(new LinkedList(...));
*
*此类的迭代器和迭代方法返回的迭代器是快速失败的:如果链表在迭代器被创建后的任何时间被结构化修改,除非是通过remove或者add方法操作的,
*否则将会抛出ConcurrentModificationException异常,因此,面对高并发的修改,迭代器以后快速而干净的失败以防承担
*冒着未确定的任意,非确定性行为的风险
*
*注意:迭代器快速失败的行为不能保证,一般来说,在存在并发修改的情况下不能确保任何的承诺,失败快速的迭代器
*尽最大努力抛出ConcurrentModificationException异常,因此,编写一个依赖于此的程序是错误的。
*正确性异常:迭代器的快速失败行为应该只用于检测错误
*
*
*
* @param <E>
*/
public class LinkedList<E>
extends AbstractSequentialList<E>
implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable



重要方法解析



添加方法

public boolean add(E e) {
linkLast(e);
return true;
}
void linkLast(E e) {
final Node<E> l = last;
final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
last = newNode;
if (l == null)
first = newNode;
else
l.next = newNode;
size++;
modCount++;
}

添加方法默认是添加到LinkedList的尾部,首先将last指定的节点赋值给l节点,然后新建节点newNode ,此节点的前驱指向l节点,data = e , next = null , 并将新节点赋值给last节点,它成为了最后一个节点,根据当前List是否为空做出相应的操作。若不为空将l的后继指针修改为newNodw。 size +1 , modCount+1



删除方法



public boolean remove(Object o) {
if (o == null) {
for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
if (x.item == null) {
unlink(x);
return true;
}
}
} else {
for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
if (o.equals(x.item)) {
unlink(x);
return true;
}
}
}
return false;
}



删除方法,先循环遍历列表,找到item == o 的节点,在调用unlink()方法删除



发布于: 2020 年 09 月 24 日 阅读数: 1103
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