LinkedList初探

LinkedList初探

在前面的文章里,我们讲了数组和ArrayList,在现实中,不管什么系统,如果不考虑性能的话,用其中的一个就可以完成所有工作,那为什么不用它们来进行所有的数据存储呢?

在数组/ArrayList中读取和存储(get/set)的性能非常高,为O(1),但插入(add(int index, E element))和删除(remove(int index))却花费了O(N)时间,效率并不高。

今天我们来看Java中的另一种List即LinkedList,LinkedList是基于双向链表来实现的,关于链表的知识我们Java数据结构之线性表 - 知乎专栏一文中有过介绍,HashMap和链表也有关系,所以我们要先讲它,话不多说,上代码。

这段代码和我们之前的往ArrayList添加元素的代码基本上是一模一样的,只是修改了红框的内容为LinkedList,这时候再往里添加元素,调用的就是LinkedList里面的add方法了。在之前的 面向对象 一文中我们已经说过了,这是多态的体现,利用好多态,在编码过程中,我们可以少修改很多东西,忘记了的朋友可以回过头去看一下。一看到new这个关键字,我们脑海里应该是,这货在堆内存中开辟了一块空间,我们先从构造函数入手吧。

满怀希望的打开构造函数,好伤心,里面没有任何逻辑,只能从成员变量入手。

发现三个成员变量,size就不多说了,大家猜一下就知道是LinkedList的逻辑长度,初始化为0,并持有两个Node引用,first看名字一猜就是第一个,last看名字就是最后一个,我们先来画一画

初始化完了,在堆内存中就是这个样子,size为0。引用类型的成员变量初始化为null,再来看一看这个Node是什么东东

这是一个内部静态私有类,该类只能在LinkedList中访问,先记住它,debug看一下

和我们图中一致,我们继续执行码里的add方法,看源码

很普通,e是我们往里添加的Person对象“张三”,继续跟踪linkLast方法:

第一次往LinkedList里添加元素,我们看上图11-1就知道,first为null,last也为null,把我们的Person对象“张三”传给了Node的构造函数,再看Node的构造函数:

用Person张三为入参构造了一个Node对象,好了,又到了画图的时候

老规矩,debug一下:

和我们图中所画的一致,我们继续添加“李四”这个Person对象,再打开源码分析一下。

张三这个Node指向新new出来的Node对象,再看Node是怎么创建的

创建Node对象,新new出来的Node对象的prev引用指向包含Person张三的Node对象。item引用指向Person李四对象,继续画图:

看上图,原来的next引用指向新new出来的Node,同时新new出来的Node的prev引用指向原来的Node对象,item指向新new出来的Person李四这个对象,同时perList这个LinkedList对象的last引用指向新new出来的这个Node,再debug看一下

好的,继续添加“王五”,“赵六”

很简单,没有了底层数组,新增加了一个Node对象,记录了Person的内容,每个Node对象都持有next引用(下一个)和prev引用(上一个),其实就是之前 Java数据结构之线性表 - 知乎专栏 一文里介绍的双向链表,这个图看起来有点乱,多年前我在读这段代码的时候,差点晕过去了,又是next,prew,first,last,容易乱,因此大家在学习源码的过程中,有不明白的地方,找张纸和笔画一画,就清晰了。放张简化版的图,方便大家理解。


夜深了,先休息了,大家有什么看不明白的地方,可以在评论区留言,本文在写作过程中如果有什么勘误,还希望细心的读者提出来,下一篇我们研究LinkedList的查找、插入与删除,并引入时间复杂度来分析。


上一篇:Java数据结构之线性表 - 知乎专栏

下一篇:Java那些事儿专栏反馈 - 知乎专栏

本专栏所有文章请点击:专栏目录索引

如果喜欢本系列文章,请为我点赞或顺手分享,您的支持是我继续下去的动力,您也可以在评论区留言想了解的内容,有机会本专栏会做讲解,最后别忘了关注一下我。

转载无限欢迎,但请注明「作者」和「原文地址」。转载请在文中保留此段,感谢您对作者版权的尊重。如需商业转载或刊登,请联系作者获得授权。自助转载请点击:rightknights.com/materi

编辑于 2017-08-18

文章被以下专栏收录