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Java中LinkedList详解和使用示例

toyiye 2024-06-21 12:08 9 浏览 0 评论

LinkedList简介

LinkedList 是一个继承于AbstractSequentialList的双向链表。它也可以被当作堆栈、队列或双端队列进行操作。
LinkedList 实现 List 接口,能对它进行队列操作。
LinkedList 实现 Deque 接口,即能将LinkedList当作双端队列使用。
LinkedList 实现了Cloneable接口,即覆盖了函数clone(),能克隆。
LinkedList 实现java.io.Serializable接口,这意味着LinkedList支持序列化,能通过序列化去传输。
LinkedList 是非同步的。

LinkedList构造函数

// 默认构造函数

LinkedList()

// 创建一个LinkedList,保护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简介

在介绍LinkedList的源码之前,先介绍一下AbstractSequentialList。毕竟,LinkedList是AbstractSequentialList的子类。

AbstractSequentialList 实现了get(int index)、set(int index, E element)、add(int index, E element) 和 remove(int index)这些函数。这些接口都是随机访问List的,LinkedList是双向链表;既然它继承于AbstractSequentialList,就相当于已经实现了“get(int index)这些接口”。

此外,我们若需要通过AbstractSequentialList自己实现一个列表,只需要扩展此类,并提供 listIterator() 和 size() 方法的实现即可。若要实现不可修改的列表,则需要实现列表迭代器的 hasNext、next、hasPrevious、previous 和 index 方法即可。

第2部分 LinkedList数据结构

LinkedList的继承关系

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与Collection关系如下图:


LinkedList的本质是双向链表。

(01) LinkedList继承于AbstractSequentialList,并且实现了Dequeue接口。

(02) LinkedList包含两个重要的成员:header 和 size。

  header是双向链表的表头,它是双向链表节点所对应的类Entry的实例。Entry中包含成员变量: previous, next, element。其中,previous是该节点的上一个节点,next是该节点的下一个节点,element是该节点所包含的值。
  size是双向链表中节点的个数。

第3部分 LinkedList源码解析(基于JDK1.6.0_45)

为了更了解LinkedList的原理,下面对LinkedList源码代码作出分析。

在阅读源码之前,我们先对LinkedList的整体实现进行大致说明:

LinkedList实际上是通过双向链表去实现的。既然是双向链表,那么它的顺序访问会非常高效,而随机访问效率比较低。

既然LinkedList是通过双向链表的,但是它也实现了List接口{也就是说,它实现了get(int location)、remove(int location)等“根据索引值来获取、删除节点的函数”}。LinkedList是如何实现List的这些接口的,如何将“双向链表和索引值联系起来的”?

实际原理非常简单,它就是通过一个计数索引值来实现的。例如,当我们调用get(int location)时,首先会比较“location”和“双向链表长度的1/2”;若前者大,则从链表头开始往后查找,直到location位置;否则,从链表末尾开始先前查找,直到location位置。

这就是“双线链表和索引值联系起来”的方法。

好了,接下来开始阅读源码(只要理解双向链表,那么LinkedList的源码很容易理解的)。

package java.util;

public class LinkedList<E>

extends AbstractSequentialList<E>

implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable

{

// 链表的表头,表头不包含任何数据。Entry是个链表类数据结构。

private transient Entry<E> header = new Entry<E>(null, null, null);

// LinkedList中元素个数

private transient int size = 0;

// 默认构造函数:创建一个空的链表

public LinkedList() {

header.next = header.previous = header;

}

// 包含“集合”的构造函数:创建一个包含“集合”的LinkedList

public LinkedList(Collection<? extends E> c) {

this();

addAll(c);

}

// 获取LinkedList的第一个元素

public E getFirst() {

if (size==0)

throw new NoSuchElementException();

// 链表的表头header中不包含数据。

// 这里返回header所指下一个节点所包含的数据。

return header.next.element;

}

// 获取LinkedList的最后一个元素

public E getLast() {

if (size==0)

throw new NoSuchElementException();

// 由于LinkedList是双向链表;而表头header不包含数据。

// 因而,这里返回表头header的前一个节点所包含的数据。

return header.previous.element;

}

// 删除LinkedList的第一个元素

public E removeFirst() {

return remove(header.next);

}

// 删除LinkedList的最后一个元素

public E removeLast() {

return remove(header.previous);

}

// 将元素添加到LinkedList的起始位置

public void addFirst(E e) {

addBefore(e, header.next);

}

// 将元素添加到LinkedList的结束位置

public void addLast(E e) {

addBefore(e, header);

}

// 判断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;

}

// 将元素(E)添加到LinkedList中

public boolean add(E e) {

// 将节点(节点数据是e)添加到表头(header)之前。

// 即,将节点添加到双向链表的末端。

addBefore(e, header);

return true;

}

// 从LinkedList中删除元素(o)

// 从链表开始查找,如存在元素(o)则删除该元素并返回true;

// 否则,返回false。

public boolean remove(Object o) {

if (o==null) {

// 若o为null的删除情况

for (Entry<E> e = header.next; e != header; e = e.next) {

if (e.element==null) {

remove(e);

return true;

}

}

} else {

// 若o不为null的删除情况

for (Entry<E> e = header.next; e != header; e = e.next) {

if (o.equals(e.element)) {

remove(e);

return true;

}

}

}

return false;

}

// 将“集合(c)”添加到LinkedList中。

// 实际上,是从双向链表的末尾开始,将“集合(c)”添加到双向链表中。

public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {

return addAll(size, c);

}

// 从双向链表的index开始,将“集合(c)”添加到双向链表中。

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();

// 获取集合的长度

int numNew = a.length;

if (numNew==0)

return false;

modCount++;

// 设置“当前要插入节点的后一个节点”

Entry<E> successor = (index==size ? header : entry(index));

// 设置“当前要插入节点的前一个节点”

Entry<E> predecessor = successor.previous;

// 将集合(c)全部插入双向链表中

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;

// 调整LinkedList的实际大小

size += numNew;

return true;

}

// 清空双向链表

public void clear() {

Entry<E> e = header.next;

// 从表头开始,逐个向后遍历;对遍历到的节点执行一下操作:

// () 设置前一个节点为null

// () 设置当前节点的内容为null

// () 设置后一个节点为“新的当前节点”

while (e != header) {

Entry<E> next = e.next;

e.next = e.previous = null;

e.element = null;

e = next;

}

header.next = header.previous = header;

// 设置大小为0

size = 0;

modCount++;

}

// 返回LinkedList指定位置的元素

public E get(int index) {

return entry(index).element;

}

// 设置index位置对应的节点的值为element

public E set(int index, E element) {

Entry<E> e = entry(index);

E oldVal = e.element;

e.element = element;

return oldVal;

}

// 在index前添加节点,且节点的值为element

public void add(int index, E element) {

addBefore(element, (index==size ? header : entry(index)));

}

// 删除index位置的节点

public E remove(int index) {

return remove(entry(index));

}

// 获取双向链表中指定位置的节点

private Entry<E> entry(int index) {

if (index < 0 || index >= size)

throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index+

", Size: "+size);

Entry<E> e = header;

// 获取index处的节点。

// 若index < 双向链表长度的1/2,则从前先后查找;

// 否则,从后向前查找。

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;

}

// 从前向后查找,返回“值为对象(o)的节点对应的索引”

// 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;

}

// 从后向前查找,返回“值为对象(o)的节点对应的索引”

// 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;

}

// 返回第一个节点

// 若LinkedList的大小为0,则返回null

public E peek() {

if (size==)

return null;

return getFirst();

}

// 返回第一个节点

// 若LinkedList的大小为0,则抛出异常

public E element() {

return getFirst();

}

// 删除并返回第一个节点

// 若LinkedList的大小为,则返回null

public E poll() {

if (size==0)

return null;

return removeFirst();

}

// 将e添加双向链表末尾

public boolean offer(E e) {

return add(e);

}

// 将e添加双向链表开头

public boolean offerFirst(E e) {

addFirst(e);

return true;

}

// 将e添加双向链表末尾

public boolean offerLast(E e) {

addLast(e);

return true;

}

// 返回第一个节点

// 若LinkedList的大小为,则返回null

public E peekFirst() {

if (size==)

return null;

return getFirst();

}

// 返回最后一个节点

// 若LinkedList的大小为,则返回null

public E peekLast() {

if (size==)

return null;

return getLast();

}

// 删除并返回第一个节点

// 若LinkedList的大小为,则返回null

public E pollFirst() {

if (size==0)

return null;

return removeFirst();

}

// 删除并返回最后一个节点

// 若LinkedList的大小为0,则返回null

public E pollLast() {

if (size==0)

return null;

return removeLast();

}

// 将e插入到双向链表开头

public void push(E e) {

addFirst(e);

}

// 删除并返回第一个节点

public E pop() {

return removeFirst();

}

// 从LinkedList开始向后查找,删除第一个值为元素(o)的节点

// 从链表开始查找,如存在节点的值为元素(o)的节点,则删除该节点

public boolean removeFirstOccurrence(Object o) {

return remove(o);

}

// 从LinkedList末尾向前查找,删除第一个值为元素(o)的节点

// 从链表开始查找,如存在节点的值为元素(o)的节点,则删除该节点

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到末尾的全部节点”对应的ListIterator对象(List迭代器)

public ListIterator<E> listIterator(int index) {

return new ListItr(index);

}

// List迭代器

private class ListItr implements ListIterator<E> {

// 上一次返回的节点

private Entry<E> lastReturned = header;

// 下一个节点

private Entry<E> next;

// 下一个节点对应的索引值

private int nextIndex;

// 期望的改变计数。用来实现fail-fast机制。

private int expectedModCount = modCount;

// 构造函数。

// 从index位置开始进行迭代

ListItr(int index) {

// index的有效性处理

if (index < 0 || index > size)

throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index+ ", Size: "+size);

// 若 “index 小于 ‘双向链表长度的一半'”,则从第一个元素开始往后查找;

// 否则,从最后一个元素往前查找。

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;

}

}

// 是否存在下一个元素

public boolean hasNext() {

// 通过元素索引是否等于“双向链表大小”来判断是否达到最后。

return nextIndex != size;

}

// 获取下一个元素

public E next() {

checkForComodification();

if (nextIndex == size)

throw new NoSuchElementException();

lastReturned = next;

// next指向链表的下一个元素

next = next.next;

nextIndex++;

return lastReturned.element;

}

// 是否存在上一个元素

public boolean hasPrevious() {

// 通过元素索引是否等于,来判断是否达到开头。

return nextIndex != ;

}

// 获取上一个元素

public E previous() {

if (nextIndex == )

throw new NoSuchElementException();

// next指向链表的上一个元素

lastReturned = next = next.previous;

nextIndex--;

checkForComodification();

return lastReturned.element;

}

// 获取下一个元素的索引

public int nextIndex() {

return nextIndex;

}

// 获取上一个元素的索引

public int previousIndex() {

return nextIndex-;

}

// 删除当前元素。

// 删除双向链表中的当前节点

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++;

}

// 设置当前节点为e

public void set(E e) {

if (lastReturned == header)

throw new IllegalStateException();

checkForComodification();

lastReturned.element = e;

}

// 将e添加到当前节点的前面

public void add(E e) {

checkForComodification();

lastReturned = header;

addBefore(e, next);

nextIndex++;

expectedModCount++;

}

// 判断 “modCount和expectedModCount是否相等”,依次来实现fail-fast机制。

final void checkForComodification() {

if (modCount != expectedModCount)

throw new ConcurrentModificationException();

}

}

// 双向链表的节点所对应的数据结构。

// 包含部分:上一节点,下一节点,当前节点值。

private static class Entry<E> {

// 当前节点所包含的值

E element;

// 下一个节点

Entry<E> next;

// 上一个节点

Entry<E> previous;

/**

* 链表节点的构造函数。

* 参数说明:

* element —— 节点所包含的数据

* next —— 下一个节点

* previous —— 上一个节点

*/

Entry(E element, Entry<E> next, Entry<E> previous) {

this.element = element;

this.next = next;

this.previous = previous;

}

}

// 将节点(节点数据是e)添加到entry节点之前。

private Entry<E> addBefore(E e, Entry<E> entry) {

// 新建节点newEntry,将newEntry插入到节点e之前;并且设置newEntry的数据是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的修改统计数:用来实现fail-fast机制。

modCount++;

return newEntry;

}

// 将节点从链表中删除

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();

}

// 反向迭代器实现类。

private class DescendingIterator implements Iterator {

final ListItr itr = new ListItr(size());

// 反向迭代器是否下一个元素。

// 实际上是判断双向链表的当前节点是否达到开头

public boolean hasNext() {

return itr.hasPrevious();

}

// 反向迭代器获取下一个元素。

// 实际上是获取双向链表的前一个节点

public E next() {

return itr.previous();

}

// 删除当前节点

public void remove() {

itr.remove();

}

}

// 返回LinkedList的Object[]数组

public Object[] toArray() {

// 新建Object[]数组

Object[] result = new Object[size];

int i = ;

// 将链表中所有节点的数据都添加到Object[]数组中

for (Entry<E> e = header.next; e != header; e = e.next)

result[i++] = e.element;

return result;

}

// 返回LinkedList的模板数组。所谓模板数组,即可以将T设为任意的数据类型

public <T> T[] toArray(T[] a) {

// 若数组a的大小 < LinkedList的元素个数(意味着数组a不能容纳LinkedList中全部元素)

// 则新建一个T[]数组,T[]的大小为LinkedList大小,并将该T[]赋值给a。

if (a.length < size)

a = (T[])java.lang.reflect.Array.newInstance(

a.getClass().getComponentType(), size);

// 将链表中所有节点的数据都添加到数组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;

}

// 克隆函数。返回LinkedList的克隆对象。

public Object clone() {

LinkedList<E> clone = null;

// 克隆一个LinkedList克隆对象

try {

clone = (LinkedList<E>) super.clone();

} catch (CloneNotSupportedException e) {

throw new InternalError();

}

// 新建LinkedList表头节点

clone.header = new Entry<E>(null, null, null);

clone.header.next = clone.header.previous = clone.header;

clone.size = 0;

clone.modCount = 0;

// 将链表中所有节点的数据都添加到克隆对象中

for (Entry<E> e = header.next; e != header; e = e.next)

clone.add(e.element);

return clone;

}

// java.io.Serializable的写入函数

// 将LinkedList的“容量,所有的元素值”都写入到输出流中

private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)

throws java.io.IOException {

// Write out any hidden serialization magic

s.defaultWriteObject();

// 写入“容量”

s.writeInt(size);

// 将链表中所有节点的数据都写入到输出流中

for (Entry e = header.next; e != header; e = e.next)

s.writeObject(e.element);

}

// java.io.Serializable的读取函数:根据写入方式反向读出

// 先将LinkedList的“容量”读出,然后将“所有的元素值”读出

private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)

throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {

// Read in any hidden serialization magic

s.defaultReadObject();

// 从输入流中读取“容量”

int size = s.readInt();

// 新建链表表头节点

header = new Entry<E>(null, null, null);

header.next = header.previous = header;

// 从输入流中将“所有的元素值”并逐个添加到链表中

for (int i=; i<size; i++)

addBefore((E)s.readObject(), header);

}

}

总结:

(01) LinkedList 实际上是通过双向链表去实现的。

它包含一个非常重要的内部类:Entry。Entry是双向链表节点所对应的数据结构,它包括的属性有:当前节点所包含的值,上一个节点,下一个节点。

(02) 从LinkedList的实现方式中可以发现,它不存在LinkedList容量不足的问题。

(03) LinkedList的克隆函数,即是将全部元素克隆到一个新的LinkedList对象中。

(04) LinkedList实现java.io.Serializable。当写入到输出流时,先写入“容量”,再依次写入“每一个节点保护的值”;当读出输入流时,先读取“容量”,再依次读取“每一个元素”。

(05) 由于LinkedList实现了Deque,而Deque接口定义了在双端队列两端访问元素的方法。提供插入、移除和检查元素的方法。每种方法都存在两种形式:一种形式在操作失败时抛出异常,另一种形式返回一个特殊值(null 或 false,具体取决于操作)。

总结起来如下表格:

第一个元素(头部) 最后一个元素(尾部)抛出异常 特殊值 抛出异常 特殊值
插入 addFirst(e) offerFirst(e) addLast(e) offerLast(e)
移除 removeFirst() pollFirst() removeLast() pollLast()
检查 getFirst() peekFirst() getLast() peekLast()

(06) LinkedList可以作为FIFO(先进先出)的队列,作为FIFO的队列时,下表的方法等价:

队列方法 等效方法

add(e) addLast(e)

offer(e) offerLast(e)

remove() removeFirst()

poll() pollFirst()

element() getFirst()

peek() peekFirst()

(07) LinkedList可以作为LIFO(后进先出)的栈,作为LIFO的栈时,下表的方法等价:

栈方法 等效方法

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

第4部分 LinkedList遍历方式

LinkedList遍历方式

LinkedList支持多种遍历方式。建议不要采用随机访问的方式去遍历LinkedList,而采用逐个遍历的方式。

(01) 第一种,通过迭代器遍历。即通过Iterator去遍历。

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

iter.next();

(02) 通过快速随机访问遍历LinkedList

int size = list.size();

for (int i=0; i<size; i++) {

list.get(i);

}

(03) 通过另外一种for循环来遍历LinkedList

for (Integer integ:list)

;

(04) 通过pollFirst()来遍历LinkedList

while(list.pollFirst() != null)

;

(05) 通过pollLast()来遍历LinkedList


while(list.pollLast() != null)

;

(06) 通过removeFirst()来遍历LinkedList

try {

while(list.removeFirst() != null)

;

} catch (NoSuchElementException e) {

}

(07) 通过removeLast()来遍历LinkedList


try {

while(list.removeLast() != null)

;

} catch (NoSuchElementException e) {

}

测试这些遍历方式效率的代码如下:

import java.util.List;

import java.util.Iterator;

import java.util.LinkedList;

import java.util.NoSuchElementException;

/*

* @desc 测试LinkedList的几种遍历方式和效率

*

*

*/

public class LinkedListThruTest {

public static void main(String[] args) {

// 通过Iterator遍历LinkedList

iteratorLinkedListThruIterator(getLinkedList()) ;

// 通过快速随机访问遍历LinkedList

iteratorLinkedListThruForeach(getLinkedList()) ;

// 通过for循环的变种来访问遍历LinkedList

iteratorThroughFor(getLinkedList()) ;

// 通过PollFirst()遍历LinkedList

iteratorThroughPollFirst(getLinkedList()) ;

// 通过PollLast()遍历LinkedList

iteratorThroughPollLast(getLinkedList()) ;

// 通过removeFirst()遍历LinkedList

iteratorThroughRemoveFirst(getLinkedList()) ;

// 通过removeLast()遍历LinkedList

iteratorThroughRemoveLast(getLinkedList()) ;

}

private static LinkedList getLinkedList() {

LinkedList llist = new LinkedList();

for (int i=; i<; i++)

llist.addLast(i);

return llist;

}

/**

* 通过快迭代器遍历LinkedList

*/

private static void iteratorLinkedListThruIterator(LinkedList<Integer> list) {

if (list == null)

return ;

// 记录开始时间

long start = System.currentTimeMillis();

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

iter.next();

// 记录结束时间

long end = System.currentTimeMillis();

long interval = end - start;

System.out.println("iteratorLinkedListThruIterator:" + interval+" ms");

}

/**

* 通过快速随机访问遍历LinkedList

*/

private static void iteratorLinkedListThruForeach(LinkedList<Integer> list) {

if (list == null)

return ;

// 记录开始时间

long start = System.currentTimeMillis();

int size = list.size();

for (int i=; i<size; i++) {

list.get(i);

}

// 记录结束时间

long end = System.currentTimeMillis();

long interval = end - start;

System.out.println("iteratorLinkedListThruForeach:" + interval+" ms");

}

/**

* 通过另外一种for循环来遍历LinkedList

*/

private static void iteratorThroughFor(LinkedList<Integer> list) {

if (list == null)

return ;

// 记录开始时间

long start = System.currentTimeMillis();

for (Integer integ:list)

;

// 记录结束时间

long end = System.currentTimeMillis();

long interval = end - start;

System.out.println("iteratorThroughFor:" + interval+" ms");

}

/**

* 通过pollFirst()来遍历LinkedList

*/

private static void iteratorThroughPollFirst(LinkedList<Integer> list) {

if (list == null)

return ;

// 记录开始时间

long start = System.currentTimeMillis();

while(list.pollFirst() != null)

;

// 记录结束时间

long end = System.currentTimeMillis();

long interval = end - start;

System.out.println("iteratorThroughPollFirst:" + interval+" ms");

}

/**

* 通过pollLast()来遍历LinkedList

*/

private static void iteratorThroughPollLast(LinkedList<Integer> list) {

if (list == null)

return ;

// 记录开始时间

long start = System.currentTimeMillis();

while(list.pollLast() != null)

;

// 记录结束时间

long end = System.currentTimeMillis();

long interval = end - start;

System.out.println("iteratorThroughPollLast:" + interval+" ms");

}

/**

* 通过removeFirst()来遍历LinkedList

*/

private static void iteratorThroughRemoveFirst(LinkedList<Integer> list) {

if (list == null)

return ;

// 记录开始时间

long start = System.currentTimeMillis();

try {

while(list.removeFirst() != null)

;

} catch (NoSuchElementException e) {

}

// 记录结束时间

long end = System.currentTimeMillis();

long interval = end - start;

System.out.println("iteratorThroughRemoveFirst:" + interval+" ms");

}

/**

* 通过removeLast()来遍历LinkedList

*/

private static void iteratorThroughRemoveLast(LinkedList<Integer> list) {

if (list == null)

return ;

// 记录开始时间

long start = System.currentTimeMillis();

try {

while(list.removeLast() != null)

;

} catch (NoSuchElementException e) {

}

// 记录结束时间

long end = System.currentTimeMillis();

long interval = end - start;

System.out.println("iteratorThroughRemoveLast:" + interval+" ms");

}

}

执行结果:

iteratorLinkedListThruIterator:8 ms

iteratorLinkedListThruForeach:3724 ms

iteratorThroughFor2:5 ms

iteratorThroughPollFirst:8 ms

iteratorThroughPollLast:6 ms

iteratorThroughRemoveFirst:2 ms

iteratorThroughRemoveLast:2 ms

由此可见,遍历LinkedList时,使用removeFist()或removeLast()效率最高。但用它们遍历时,会删除原始数据;若单纯只读取,而不删除,应该使用第3种遍历方式。

无论如何,千万不要通过随机访问去遍历LinkedList!

第5部分 LinkedList示例

下面通过一个示例来学习如何使用LinkedList的常用API

import java.util.List;

import java.util.Iterator;

import java.util.LinkedList;

import java.util.NoSuchElementException;

/*

* @desc LinkedList测试程序。

*

*

*

*/

public class LinkedListTest {

public static void main(String[] args) {

// 测试LinkedList的API

testLinkedListAPIs() ;

// 将LinkedList当作 LIFO(后进先出)的堆栈

useLinkedListAsLIFO();

// 将LinkedList当作 FIFO(先进先出)的队列

useLinkedListAsFIFO();

}

/*

* 测试LinkedList中部分API

*/

private static void testLinkedListAPIs() {

String val = null;

//LinkedList llist;

//llist.offer("10");

// 新建一个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");

// 将“4”添加到第一个位置

llist.add(1, "4");

System.out.println("\nTest \"addFirst(), removeFirst(), getFirst()\"");

// (01) 将“10”添加到第一个位置。 失败的话,抛出异常!

llist.addFirst("10");

System.out.println("llist:"+llist);

// (02) 将第一个元素删除。 失败的话,抛出异常!

System.out.println("llist.removeFirst():"+llist.removeFirst());

System.out.println("llist:"+llist);

// (03) 获取第一个元素。 失败的话,抛出异常!

System.out.println("llist.getFirst():"+llist.getFirst());

System.out.println("\nTest \"offerFirst(), pollFirst(), peekFirst()\"");

// (01) 将“10”添加到第一个位置。 返回true。

llist.offerFirst("10");

System.out.println("llist:"+llist);

// (02) 将第一个元素删除。 失败的话,返回null。

System.out.println("llist.pollFirst():"+llist.pollFirst());

System.out.println("llist:"+llist);

// (03) 获取第一个元素。 失败的话,返回null。

System.out.println("llist.peekFirst():"+llist.peekFirst());

System.out.println("\nTest \"addLast(), removeLast(), getLast()\"");

// (01) 将“20”添加到最后一个位置。 失败的话,抛出异常!

llist.addLast("20");

System.out.println("llist:"+llist);

// (02) 将最后一个元素删除。 失败的话,抛出异常!

System.out.println("llist.removeLast():"+llist.removeLast());

System.out.println("llist:"+llist);

// (03) 获取最后一个元素。 失败的话,抛出异常!

System.out.println("llist.getLast():"+llist.getLast());

System.out.println("\nTest \"offerLast(), pollLast(), peekLast()\"");

// (01) 将“20”添加到第一个位置。 返回true。

llist.offerLast("20");

System.out.println("llist:"+llist);

// (02) 将第一个元素删除。 失败的话,返回null。

System.out.println("llist.pollLast():"+llist.pollLast());

System.out.println("llist:"+llist);

// (03) 获取第一个元素。 失败的话,返回null。

System.out.println("llist.peekLast():"+llist.peekLast());

// 将第3个元素设置300。不建议在LinkedList中使用此操作,因为效率低!

llist.set(2, "300");

// 获取第3个元素。不建议在LinkedList中使用此操作,因为效率低!

System.out.println("\nget(3):"+llist.get(2));

// ---- toArray(T[] a) ----

// 将LinkedList转行为数组

String[] arr = (String[])llist.toArray(new String[]);

for (String str:arr)

System.out.println("str:"+str);

// 输出大小

System.out.println("size:"+llist.size());

// 清空LinkedList

llist.clear();

// 判断LinkedList是否为空

System.out.println("isEmpty():"+llist.isEmpty()+"\n");

}

/**

* 将LinkedList当作 LIFO(后进先出)的堆栈

*/

private static void useLinkedListAsLIFO() {

System.out.println("\nuseLinkedListAsLIFO");

// 新建一个LinkedList

LinkedList stack = new LinkedList();

// 将1,2,3,4添加到堆栈中

stack.push("1");

stack.push("2");

stack.push("3");

stack.push("4");

// 打印“栈”

System.out.println("stack:"+stack);

// 删除“栈顶元素”

System.out.println("stack.pop():"+stack.pop());

// 取出“栈顶元素”

System.out.println("stack.peek():"+stack.peek());

// 打印“栈”

System.out.println("stack:"+stack);

}

/**

* 将LinkedList当作 FIFO(先进先出)的队列

*/

private static void useLinkedListAsFIFO() {

System.out.println("\nuseLinkedListAsFIFO");

// 新建一个LinkedList

LinkedList queue = new LinkedList();

// 将10,20,30,40添加到队列。每次都是插入到末尾

queue.add("10");

queue.add("20");

queue.add("30");

queue.add("40");

// 打印“队列”

System.out.println("queue:"+queue);

// 删除(队列的第一个元素)

System.out.println("queue.remove():"+queue.remove());

// 读取(队列的第一个元素)

System.out.println("queue.element():"+queue.element());

// 打印“队列”

System.out.println("queue:"+queue);

}

}

运行结果:

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]

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