概要 

前面,我们已经学习了ArrayList,并了解了fail-fast机制。这一章我们接着学习List的实现类——LinkedList。
和学习ArrayList一样,接下来呢,我们先对LinkedList有个整体认识,然后再学习它的源码;最后再通过实例来学会使用LinkedList。内容包括:
第1部分 LinkedList介绍
第2部分 LinkedList数据结构
第3部分 LinkedList源码解析(基于JDK1.6.0_45)
第4部分 LinkedList遍历方式
第5部分 LinkedList示例

转载请注明出处:http://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3308807.html

第1部分 LinkedList介绍

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=0; 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:
// (01) 设置前一个节点为null
// (02) 设置当前节点的内容为null
// (03) 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 = 0; 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==0)
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0,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0,则返回null
public E peekFirst() {
if (size==0)
return null;
return getFirst();
} // 返回最后一个节点
// 若LinkedList的大小为0,则返回null
public E peekLast() {
if (size==0)
return null;
return getLast();
} // 删除并返回第一个节点
// 若LinkedList的大小为0,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 >> 1)) {
next = header.next;
for (nextIndex=0; 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0,来判断是否达到开头。
return nextIndex != 0;
} // 获取上一个元素
public E previous() {
if (nextIndex == 0)
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-1;
} // 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3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 = 0;
// 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 = 0;
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=0; 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
*
* @author skywang
*/
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
iteratorThroughFor2(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=0; i<100000; 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=0; 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 iteratorThroughFor2(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("iteratorThroughFor2:" + 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。
*
* @author skywang
* @email kuiwu-wang@163.com
*/
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[0]);
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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