落到实处栈和队列,源码深入分析

List容器——LinkedList及常用API,完成栈和队列,linkedlistapi

LinkedList及常用API

①   LinkedList—-链表

②   LinkedList类扩展AbstractSequentialList并实现List接口

③   LinkedList提供了一个链表数据结构

④   LinkedList有三个构造方法

a)   LinkedList()

b)   LinkedList(Collection c)

⑤  
除了一连的秘籍之外,LinkedList类还定义了某个灵光的章程用于操作和做客容器中的数据;

a)   void addFirst(E e)

b)   void addLast(E e)

c)    E removeFirst()

d)    E removeLast()

 1 LinkedList<String> sList = new LinkedList<String>();
 2         sList.add("zhangsan");// 将指定元素添加到此列表的结尾
 3         sList.add("lisi");
 4         sList.add("wangwu");
 5         sList.add("rose");
 6         sList.add("mary");
 7         sList.add("jack");
 8         sList.addFirst("jay");// 将指定元素插入此列表的开头
 9         sList.addLast("jhon");// 将指定元素添加到此列表的结尾
10         for (String name : sList) {
11             System.out.println(name);
12         }
13         
14         System.out.println("****************************************");
15         System.out.println(sList.removeFirst());//移除并返回此列表的第一个元素;如果此列表为空,NoSuchElementException 
16         sList.clear();
17         System.out.println(sList.size());//返回此列表的元素数
18         System.out.println(sList.pollFirst());//获取并移除此列表的第一个元素;如果此列表为空,则返回 null

Linked中链表结构如下:

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LinkedList中的 remove(Object)方法如下:

 1  public boolean remove(Object o) {
 2         if (o == null) {
 3             for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
 4                 if (x.item == null) {
 5                     unlink(x);
 6                     return true;
 7                 }
 8             }
 9         } else {
10             for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
11                 if (o.equals(x.item)) {
12                     unlink(x);
13                     return true;
14                 }
15             }
16         }
17         return false;
18     }

再找到unlink方法

 1 E unlink(Node<E> x) {
 2         // assert x != null;
 3         final E element = x.item;
 4         final Node<E> next = x.next;
 5         final Node<E> prev = x.prev;
 6 
 7         if (prev == null) {
 8             first = next;
 9         } else {
10             prev.next = next;
11             x.prev = null;
12         }
13 
14         if (next == null) {
15             last = prev;
16         } else {
17             next.prev = prev;
18             x.next = null;
19         }
20 
21         x.item = null;
22         size--;
23         modCount++;
24         return element;
25 }

从中能够观望删除时做的操作是,将在删除的成分b设为null,而且将其上贰个成分a指向b的下贰个成分c,将c指向a;

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总结:

落到实处栈和队列,源码深入分析。里面封装的是双向链表数据结构

各种节点是八个Node对象,Node对象中封装的是您要抬高的要素

还大概有二个针对上一个Node对象的援引和针对性下贰个Node对象的援引

           

不等的器皿有两样的数据结构,差别的数据结构操作起来质量是例外的

链表数据结构,做插入,删除的频率相比高,但询问功能非常的低

            

数组结构,它做询问的频率高,因为能够因而下标直接找到成分

但插入删除效用极低,因为要做运动操作

 

 

二:用LinkedList落成栈和队列

栈的特色,后进先出

         
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栈的主意:

 1 class MyStack<T>{
 2     private LinkedList<T> data=null;
 3     public MyStack() {
 4         data=new LinkedList<T>();
 5     }
 6 
 7     //压栈的方法
 8     public void push(T obj) {
 9         data.addFirst(obj);
10     }
11     
12     public T pop() {
13         return data.removeFirst();
14     }
15     
16     public  Iterator<T> iterator() {
17         return data.iterator();
18     }
19 }

main函数中增多及使用:

 1 MyStack<String> mystack=new MyStack<String>();
 2         mystack.push("zhangsan");
 3         mystack.push("lisi");
 4         mystack.push("wangwu");
 5         mystack.push("zhaoliu");
 6         mystack.pop();
 7         mystack.pop();
 8          Iterator<String> it=mystack.iterator();
 9          while(it.hasNext()){
10              System.out.println(it.next());
11          }

出口结果:

lisi

zhangsan

 

队列的特色:先进先出

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队列的方法:

 1 class myQueue<T>{
 2     private LinkedList<T> data=null;
 3     public myQueue(){
 4         data=new LinkedList<T>();
 5     }
 6     
 7     public void push(T obj) {
 8         data.addFirst(obj);
 9     }
10     
11     public T pop() {
12         return data.removeLast();
13     }
14     
15     public Iterator<T> iterotor() {
16         return data.iterator();
17     }
18 }

main函数中加多及使用:

 1 myQueue<Integer> myQueue=new myQueue<Integer>();
 2         myQueue.push(1);
 3         myQueue.push(2);
 4         myQueue.push(3);
 5         myQueue.push(4);
 6         myQueue.push(5);
 7         myQueue.pop();
 8         myQueue.pop();
 9         Iterator<Integer> it= myQueue.iterotor();
10         while (it.hasNext()) {
11             System.out.println(it.next());
12         }

输出结果:

5

4

3

LinkedList及常用API ① LinkedList—-链表 ②
LinkedList类扩展AbstractSequentialList并实现Li…

LinkedList及常用API

上一章进展了ArrayList源码深入分析,这一章深入分析一下另三个至关心珍视要的List集结LinkedList。

LinkedList 的完毕原理

①  
LinkedList—-链表

  public class LinkedList<E>
    extends AbstractSequentialList<E>
    implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable{}

  public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
        implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable{}

概述

②  
LinkedList类扩展AbstractSequentialList并实现List接口

LinkedList与ArrayList相比发现:

LinkedList 和 ArrayList 同样,都落到实处了 List
接口,但个中间的数据结构有实质的比不上。LinkedList
是依附链表落成的(通过名字也能分别开来),所以它的插入和删除操作比
ArrayList 更高效。但也是出于其为依赖链表的,所以随意拜访的频率要比
ArrayList 差。

③  
LinkedList提供了一个链表数据结构

  1. 它们继续的基类不一致,LinkedList承接自AbstractSequentialList基类,AbstractSequentialList是AbstractList子类,这些类后边再说。
  2. LinkedList实现了Deque接口,代表它是叁个行列,精确地说它是二个双端队列。
  3. LinkedList未有兑现RandomAccess可随心所欲访谈标识接口,表示使用LinkedList的get(int
    index)获取会集凉月素的主意效用相当低。

看一下 LinkedList 的类的概念:

④  
LinkedList有四个构造方法

澳门葡京备用网址,一. Queue队列接口

队列是一种FIFO(先入先出)的数据结构,和它相呼应的是一种叫做栈(LIFO后入先出)的数据结构。

public class LinkedList

a)  
LinkedList()

1.1 栈

对此栈来讲,大家想一想它应有有怎样方法?

  1. void push(E e); 向栈顶添日成分。
  2. E pop(); 移除栈顶成分,并赶回它。
  3. E peek(); 查看栈顶元素。
  4. boolean isEmpty(); 栈是否为空。
  5. int size(); 栈申月素的多寡。
    要实现多少个栈,落成那5个办法就足以了。

extends AbstractSequentialList

b)  
LinkedList(Collection c)

1.2 队列

队列与栈的点子应该大致,只不过每一回增多的时候,都以向队列尾新增成分,并不是队列头。

  1. boolean offer(E e); 向队列尾添美成分。
  2. E poll();移除队列头成分,并重返它。
  3. E peek(); 查看队列头成分。
  4. boolean isEmpty(); 队列是还是不是为空。
  5. int size(); 队列七月素的多少。

public interface Queue<E> extends Collection<E> {

    // 向队列末尾新添加元素,返回true表示添加成功
   // 不会返回false,因为添加失败直接抛出IllegalStateException异常。
   // 一般调用offer方法实现。
    boolean add(E e);

    // 向队列末尾新添加元素,返回true表示添加成功,返回false,添加失败
    boolean offer(E e);

    // 这个与Collection中的remove方法不一样,因为Collection中的remove方法都要提供一个元素或者集合,用于删除。
    // 这里不穿任何参数,就是代表删除队列第一个元素(即队列头),并返回它
    // 还需要注意的时,如果队列是空的,即队列头是null,这个方法会抛出NoSuchElementException异常。
    E remove();

    // 这个方法也是删除队列第一个元素(即队列头),并返回它
    // 但是它和remove()方法不同的时,如果队列是空的,即队列头是null,它不会抛出异常,而是会返回null。
    E poll();

    // 查看队列头的元素,如果队列是空的,就抛出异常
    E element();

    // 查看队列头的元素。如果队列是空的,不会抛出异常,而是返回null
    E peek();
}

能够观看三番两次自Collection接口,那么size()和isEmpty()方法都由Collection接口提供,然则Queue接口还提供了是多个像样重复的法子。

  1. 向队列尾添日成分的诀要:add(E e)与offer(E
    e)。差别便是队列是满的,增添失利时,add方法会抛出极其,而offer方法只会回去false。
  2. 移除队列头元素的方法:remove()与poll()。不相同正是队列为空的时候,remove方法会抛出十一分,poll方法只会回到null。
  3. 查看队列头成分的诀要:element()与peek()。差距正是队列为空的时候,element方法会抛出特别,peek方法只会回来null。

上边是AbstractQueue中的完结

public abstract class AbstractQueue<E>
    extends AbstractCollection<E>
    implements Queue<E> {

    protected AbstractQueue() {
    }

    // 直接调用offer方法来实现,如果队列是满的,添加失败,
    // 则抛出IllegalStateException异常
    public boolean add(E e) {
        if (offer(e))
            return true;
        else
            throw new IllegalStateException("Queue full");
    }


    // 直接调用poll方法来实现,如果队列是空的,移除元素失败,
    // 则抛出NoSuchElementException异常
    public E remove() {
        E x = poll();
        if (x != null)
            return x;
        else
            throw new NoSuchElementException();
    }


    // 直接调用peek方法来实现,如果队列是空的,查看元素失败,
    // 则抛出NoSuchElementException异常
    public E element() {
        E x = peek();
        if (x != null)
            return x;
        else
            throw new NoSuchElementException();
    }
    ......
}

implements List, Deque, Cloneable, java.io.Serializable

⑤  
除了继续的法子之外,LinkedList类还定义了有的使得的办法用于操作和寻访容器中的数据;

二. 双端队列

它与普通队列相相比,它不仅可以够在队列头添法郎素,也得以在队列尾添韩元素;不仅可以够在队列头删除成分,也足以在队列尾删除成分。

在意一下,因为双端队列本性,所以它很轻便达成二个栈,也便是说它本身能够看作栈使用。
听大人说双端队列的特征,它比一般队列应该多了四个办法。

  1. boolean offerFirst(E e); 向队列头添澳元素。
  2. boolean offerLast(E e); 向队列尾添澳成分。
  3. E pollFirst();移除队列头成分,并赶回它。
  4. E pollLast();移除队列尾成分,并重返它。
  5. E peekFirst(); 查看队列头成分。
  6. E peekLast(); 查看队列尾元素。
  7. boolean isEmpty(); 队列是否为空。
  8. int size(); 队列瓜时素的数量。

    public interface Deque<E> extends Queue<E> {

    // 向队列头添加元素
    void addFirst(E e);

    // 向队列末尾新添加元素
    void addLast(E e);

    // 向队列头添加元素,和addFirst(E e)作用一样,就是直接调用addFirst(E e)方法来实现。
    boolean offerFirst(E e);

    // 向队列末尾新添加元素,和addLast(E e)作用一样,就是直接调用addLast(E e)方法来实现。
    boolean offerLast(E e);

    // 删除队列第一个元素(即队列头),并返回它, 如果队列是空的,这个方法会抛出NoSuchElementException异常。
    // 注,与Queue接口中remove()作用一样,remove()方法就是调用removeFirst()方法来实现的
    E removeFirst();

    // 删除队列最后一个元素(即队列尾),并返回它, 如果队列是空的,这个方法会抛出NoSuchElementException异常。
    E removeLast();

    // 删除队列第一个元素(即队列头),并返回它, 如果队列是空的,它不会抛出异常,而是会返回null。
    // 注,与Queue接口中poll()作用一样,
    E pollFirst();

    // 删除队列最后一个元素(即队列尾),并返回它, 如果队列是空的,它不会抛出异常,而是会返回null。
    E pollLast();

    // 查看队列头的元素,如果队列是空的,就抛出异常
    // 注,与Queue接口中element()作用一样,
    E getFirst();

    // 查看队列尾的元素,如果队列是空的,就抛出异常
    E getLast();

    // 查看队列头的元素。如果队列是空的,不会抛出异常,而是返回null
    E peekFirst();

    // 查看队列尾的元素。如果队列是空的,不会抛出异常,而是返回null
    E peekLast();

    // 从队列头都开始遍历,找到与o相等的第一个元素删除它,并返回true,如果没找到就返回false,最多只删除一个元素
    // 注,与Collection中remove(Object o)方法作用一样
    boolean removeFirstOccurrence(Object o);
    // 从队列尾都开始遍历,找到与o相等的第一个元素删除它,并返回true,如果没找到就返回false,最多只删除一个元素
    boolean removeLastOccurrence(Object o);

    // *** Queue methods ***

    boolean add(E e);

    boolean offer(E e);

    E remove();

    E poll();

    E element();

    E peek();


    // *** Stack methods ***

    // 向栈顶添加元素。与addFirst(E e)方法作用一样
    void push(E e);

    // 移除栈顶元素,并返回它。如果栈为空的话,会抛出NoSuchElementException异常
    // 注,与removeFirst()方法一样
    E pop();


    // *** Collection methods ***

    boolean remove(Object o);

    boolean contains(Object o);

    public int size();

    Iterator<E> iterator();

    Iterator<E> descendingIterator();

}

能够看到定义的接口中的方法比我们预测的多得多,重假设加多了一些队列为空时,获取成分会抛出极其的法子,还附带定义了栈的办法,因为双端队列很轻巧完毕三个栈的效果与利益。

双端队列Deque与普通队列Queue绝相比,正是多了从队列头插入,从队列尾删除,从队列尾查看的作用。

{}

a)   void
addFirst(E e)

三. AbstractSequentialList抽样类

AbstractSequentialList那么些类表示它的子类是接纳链表这种数据结构来囤积集结成分的,实际不是运用数组这种数据结构。那有哪些两样啊?

  1. 数组的插入和删除的频率都不高,因为大概波及到数组成分的移位。可是采访效用非常高,它支持随机访问,正是通过数组的下标直接拿走相应的要素。
  2. 链表的插入和删除的频率都异常高,因为只供给退换成分之间指向就足以了。但是访谈功效不高,它不匡助随机访谈,必须从链表头可能链表尾开头一遍访问。

还记得我们在AbstractList方法中,怎么落到实处迭代器的么?

选择贰个cursor属性来记录索引地点,然后通过调用List会集的get(int
index)来获得相应的要素。这里就可怜了,因为经过get(int
index)方法获得集结成分的频率十分低。

而遍历链表的办法就是获得链表中一个要素,然后经过指向下一个成分的引用,不断取得下三个因素,直到为空,表示已经到了链表尾,而不是透过索引的诀要。
之所以我们观念一下AbstractSequentialList会做哪些职业。

  1. 将收获迭代器的法子设置成abstract抽样格局,强制子类提供迭代器方法,因为不能够用索引这种低功效的点子获得成分,所以强制子类去落到实处。

    // 调用listIterator方法,返回一个迭代器
    public Iterator<E> iterator() {
        return listIterator();
    }

    // 子类必须复写这个方法,提供一个ListIterator迭代器。
    public abstract ListIterator<E> listIterator(int index);
  1. List集结能够由此索引获得会集中的成分,AbstractSequentialList集合也非得支持这种艺术,即便功效低。那时就足以经过ListIterator迭代器完毕对应措施。

此间就与AbstractList中个中迭代器ListIterator类分化,AbstractList中迭代器是因此调用AbstractList中get(int
index)和set(int index, E
element)方法来实现对应成效的,所以AbstractList子类必须复写这几个方法。
而AbstractSequentialList是通过迭代器来完结本AbstractSequentialList对应方法,所以子类必须兑现二个自定义迭代器。

  public abstract class AbstractSequentialList<E> extends AbstractList<E> {

    protected AbstractSequentialList() {
    }

    // 调用迭代器listIterator获取
    public E get(int index) {
        try {
            // 迭代器会先根据index值,从链表头开始遍历,直到移动到index位置,将元素返回,所以效率不高。
            return listIterator(index).next();
        } catch (NoSuchElementException exc) {
            throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index);
        }
    }

    // 调用迭代器listIterator的set设置
    public E set(int index, E element) {
        try {
            ListIterator<E> e = listIterator(index);
            E oldVal = e.next();
            e.set(element);
            return oldVal;
        } catch (NoSuchElementException exc) {
            throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index);
        }
    }

    // 调用迭代器listIterator的add方法添加元素
    public void add(int index, E element) {
        try {
            listIterator(index).add(element);
        } catch (NoSuchElementException exc) {
            throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index);
        }
    }
    // 调用迭代器listIterator的remove方法移除元素
    public E remove(int index) {
        try {
            ListIterator<E> e = listIterator(index);
            E outCast = e.next();
            e.remove();
            return outCast;
        } catch (NoSuchElementException exc) {
            throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index);
        }
    }


    // Bulk Operations

    public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
        try {
            boolean modified = false;
            ListIterator<E> e1 = listIterator(index);
            Iterator<? extends E> e2 = c.iterator();
            while (e2.hasNext()) {
                e1.add(e2.next());
                modified = true;
            }
            return modified;
        } catch (NoSuchElementException exc) {
            throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index);
        }
    }


    // 会调用listIterator方法,返回一个迭代器
    public Iterator<E> iterator() {
        return listIterator();
    }

    // 子类必须复写这个方法,提供一个ListIterator迭代器。
    public abstract ListIterator<E> listIterator(int index);
}

LinkedList 继承自 AbstractSequenceList,达成了
List、Deque、Cloneable、java.io.Serializable 接口。AbstractSequenceList
提供了List接口骨干性的贯彻以缩减实现 List 接口的复杂度,Deque
接口定义了双端队列的操作。

b)   void
addLast(E e)

四. 单向链表和双向链表

在 LinkedList
中除了本人友好的办法外,还提供了一些方可使其看作栈、队列也许双端队列的点子。这么些艺术大概相互之间只是名字区别,以使得这一个名字在特定的遇到中显示尤为方便。

c)    E
removeFirst()

4.1 单向链表

简单的讲的说,成分除了含有作者的数量item,还会有三个对准下三个要素的援用next。数据结构就像是那样:

 class Node<E> {
        E item;
        Node<E> next;

        Node( E element, Node<E> next) {
            this.item = element;
            this.next = next;
        }
    }

接下来大家在拜见单向链表插入和删除。

  1. 插入:单向链表的插入,大家只需求退换七个引用就足以了。

   private void insert(Node<E> prevNode, Node<E> node, Node<E> newNode) {
        // prevNode表示插入点前一个元素
        // node表示插入点元素
        // newNode表示要添加的元素,将它放入插入点(即前一个元素的next指向)
        // 并将newNode的next指向原来元素node
        if (prevNode != null) prevNode.next = newNode;
        newNode.next = node;
    }

在链表node成分前增加二个要素,正是将node成分前二个要素的next指向新因素newNode,再将新成分newNode的next指向node成分,那样就把新因素newNode插入到链表中了。
专注要做一下前成分非空推断,假设前成分为空表示插入点是链表头。

据书上说自家的阅历,先不思量null的意况,改动对应援用,这里正是prevNode.next
= newNode,newNode.next =
node。然后大家再看看那几个须要思量null的事态。
譬喻这里prevNode就需求思索null意况,不然会时有产生空指针相当。prevNode为空其实表示在链表头。newNode是分裂意为空。而node是或不是为空对我们先后尚未别的影响。

  1. 删去:单向链表的去除,也只需求更换五个引用就可以了。

    private void delete(Node<E> prevNode, Node<E> node) {
        // prevNode表示被删除元素的前一个元素
        // node表示被删除的元素
        if (prevNode != null) prevNode.next = node.next;
        node.next = null;
    }

删去三个单向链表元素,正是将它的前一个因素的next指向它的next,这样就在任何链表中搜索不到这一个因素了,然后将它的next设置为null。
近些日子一个因素为null,表示被剔除成分是链表头,那么要求将表头的next指向被去除成分的next,这里未有反映。

LinkedList 也是 fail-fast 的(前面提过很频仍了)。

d)    E
removeLast()

4.2 双向链表

与单向链表相比较,它的成分多了三个针对性上五个元素的引用prev。数据结构就好像那样:

   private static class Node<E> {
        E item;
        Node<E> next;
        Node<E> prev;

        Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
            this.item = element;
            this.next = next;
            this.prev = prev;
        }
    }

然后大家在寻访双向链表插入和删除。

  1. 安排:双向链表的插入,大家必要改造多少个援引。

    private void insert(Node<E> node, Node<E> newNode) {
        // node表示插入点元素
        // newNode表示要添加的元素,将它插入到node元素之前

        // 将node前一个元素的next指向新元素newNode
        if(node.prev != null) node.prev.next = newNode;
        // 将新元素newNode的prev指向node前一个元素
        newNode.prev = node.prev;
        // 将node的prev指向新元素newNode,现在node的前一个元素变成新元素newNode
        node.prev = newNode;
        // 将新元素的next指向node,所以新元素的下一个元素是node
        newNode.next = node;
    }

要在要素node前安排三个新因素newNode。那么就须求四步:

  • 将node前三个因素的next指向新因素newNode
  • 将新成分newNode的prev指向node前叁个因素
  • node成分的prev指向新因素
  • 新元素newNode的next指向node
  1. 去除:双向链表的去除,也急需转移五个援引。

private void delete(Node<E> node) {
        // node表示要删除的元素

        // 将node前一个元素的next指向node下一个元素
        if (node.prev != null) node.prev.next = node.next;
        // 将node下一个元素的pre指向node前一个元素
        if (node.next != null) node.next.prev = node.prev;

        // 将node的prev和next都置位null
        node.prev = null;
        node.next = null;
    }

专注只思虑本节点成分景况,未有思虑链表头的赋值。

LinkedList 源码解读

 1 LinkedList<String> sList = new LinkedList<String>();
 2         sList.add("zhangsan");// 将指定元素添加到此列表的结尾
 3         sList.add("lisi");
 4         sList.add("wangwu");
 5         sList.add("rose");
 6         sList.add("mary");
 7         sList.add("jack");
 8         sList.addFirst("jay");// 将指定元素插入此列表的开头
 9         sList.addLast("jhon");// 将指定元素添加到此列表的结尾
10         for (String name : sList) {
11             System.out.println(name);
12         }
13         
14         System.out.println("****************************************");
15         System.out.println(sList.removeFirst());//移除并返回此列表的第一个元素;如果此列表为空,NoSuchElementException 
16         sList.clear();
17         System.out.println(sList.size());//返回此列表的元素数
18         System.out.println(sList.pollFirst());//获取并移除此列表的第一个元素;如果此列表为空,则返回 null

五. LinkedList 类

数据结构

Linked中链表结构如下:

5.1 成员属性

    // 集合数量
    transient int size = 0;

    // 双向链表的表头
    transient Node<E> first;

    // 双向链表的表尾
    transient Node<E> last;

    private static class Node<E> {
        E item;
        Node<E> next;
        Node<E> prev;

        Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
            this.item = element;
            this.next = next;
            this.prev = prev;
        }
    }

由此二个双向链表来记录会集中的元素。

LinkedList 是依靠链表结构达成,所以在类中包括了 first 和 last
五个指针(Node)。Node
中涵盖了上叁个节点和下一个节点的援引,这样就整合了双向的链表。每一个 Node
只可以知道本身的前三个节点和后贰个节点,但对于链表来讲,那已经丰富了。

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5.2 构造函数

    public LinkedList() {
    }

    public LinkedList(Collection<? extends E> c) {
        this();
        addAll(c);
    }

LinkedList的构造函数相比轻巧,因为它不用想ArrayList那样,要规定伊始数组的尺寸。

transient int size = 0;

LinkedList中的 remove(Object)方法如下:

5.3 添美金素

    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++;
    }

向链表尾增多一个新因素newNode,要拓展以下多少个步骤:

  1. 将链表尾last赋值给变量l,因为表尾last要指向新因素newNode
  2. 创设新因素newNode,根据Node的构造函数,我们清楚新成分newNode的prev指向l(即表尾),next依旧为null。
  3. 将表尾last指向新因素newNode
  4. 将原表尾l的next指向新因素,那时要驰念一种情景,原表尾l为null,即全数链表是空的,那么那个时候,我们只须求将表头first也针对新因素newNode就足以了。
  5. 聚集数量size加1,以及modCount自增表示集结已经修改了。

注意,这里就像是只变动了多个使用,缺少了新成分newNode下三个要素的prev指向新因素newNode。那是因为在表尾,不设有下二个成分。

  public void add(int index, E element) {
        checkPositionIndex(index);
        if (index == size)
            linkLast(element);
        else
            linkBefore(element, node(index));
    }

在链表钦定索引地点插入成分,假诺index等于size,表示在表尾插入成分,间接调用linkLast(element)方法,不然先调用node(index)方法,找到index索引对应成分node,并将在添英镑素element插入到成分node从前。

   Node<E> node(int index) {
        // 如果index小于集合数量的一半,那么从表头开始遍历,一直到index位置。
        // 否则从表尾开始遍历,一直到index位置。这样我们每次最多遍历size/2的次数。
        if (index < (size >> 1)) {
            Node<E> x = first;
            for (int i = 0; i < index; i++)
                x = x.next;
            return x;
        } else {
            Node<E> x = last;
            for (int i = size - 1; i > index; i--)
                x = x.prev;
            return x;
        }
    }

此间用了个有滋有味方法,先决断index在会集的前四分之二依然后百分之五十,决定从链表头仍旧链表尾遍历。

   void linkBefore(E e, Node<E> succ) {
        // e表示新添加的元素
        // succ表示被插入的元素(即新元素插入到这个元素之前)
        final Node<E> pred = succ.prev;
        final Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, succ);
        succ.prev = newNode;
        if (pred == null)
            first = newNode;
        else
            pred.next = newNode;
        size++;
        modCount++;
    }

在succ成分此前插入新成分e,要开始展览以下多少个步骤:

  1. 将成分succ的前一个要素赋值给变量pred
  2. 创办新因素newNode。 新因素newNode的prev指向pred,next指向succ。
  3. 将成分succ的prev指向新因素newNode。
  4. 将成分pred的next指向新因素newNode。不过思量一种情况,pred为null,即成分succ便是链表头,那么新增港币素就改成新表头了,first
    = newNode。
  5. 聚拢数量size加1,以及modCount自增表示集结已经修改了。

public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
        return addAll(size, c);
    }

    public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
        checkPositionIndex(index);

        Object[] a = c.toArray();
        int numNew = a.length;
        if (numNew == 0)
            return false;

        // pred表示index位置前一个元素,succ表示index位置元素
        Node<E> pred, succ;
        if (index == size) {
            // 当index == size时,index位置的元素为null,它的前一个元素是表尾last元素
            succ = null;
            pred = last;
        } else {
            // 通过ode(index)方法,查找index位置元素
            succ = node(index);
            pred = succ.prev;
        }

        // 遍历要插入集合c的元素,将它们插入到本集合中
        for (Object o : a) {
            @SuppressWarnings("unchecked") E e = (E) o;
            // 将新元素的prev指向前一个元素pred
            Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, null);
            // pred为空表示,插入点在表头,所以将新元素设置为表头
            if (pred == null)
                first = newNode;
            else
                // 将前一个元素pred的next指向新元素newNode
                pred.next = newNode;
            // pred指向新元素,然后继续遍历
            pred = newNode;
        }

        // pred现在表示插入集合元素最后一个元素

        // succ为空表示在表尾插入集合,那么插入集合中最后一个元素就成为新的表尾
        if (succ == null) {
            last = pred;
        } else {
            // 将插入集合中最后一个元素和插入点index位置元素进行联系。
            pred.next = succ;
            succ.prev = pred;
        }

        size += numNew;
        modCount++;
        return true;
    }

在集合index地点前插入四个集结c中具备因素。能够如此做:

  1. 先找到index位置成分succ,和它前多个成分pred。
  2. 遍历会集c中元素,将它们插入到成分pred之后,即新因素newNode.prev =
    pred, pred.next = newNode。然后将 pred = newNode; 再逐一次历集合c。
  3. 遍历达成现在,pred就本着集结c最终一个抬高的因素。那时将要让它和index地方成分产生关联。

本来这一个进度中还要牵记表头和表尾的改变。

transient Node first; //链表的头指针

 1  public boolean remove(Object o) {
 2         if (o == null) {
 3             for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
 4                 if (x.item == null) {
 5                     unlink(x);
 6                     return true;
 7                 }
 8             }
 9         } else {
10             for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
11                 if (o.equals(x.item)) {
12                     unlink(x);
13                     return true;
14                 }
15             }
16         }
17         return false;
18     }

5.4 删除成分

  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;
    }

遍历整个集结,找到与o相同成分,调用unlink方法删除这一个成分,若无找打,就回来false。

E unlink(Node<E> x) {
        // assert x != null;
        final E element = x.item;
        final Node<E> next = x.next;
        final Node<E> prev = x.prev;

        if (prev == null) {
            first = next;
        } else {
            prev.next = next;
            x.prev = null;
        }

        if (next == null) {
            last = prev;
        } else {
            next.prev = prev;
            x.next = null;
        }

        x.item = null;
        size--;
        modCount++;
        return element;
    }

以此艺术和大家日前写的双向链表删除方法一致。主要便是

  1. 被去除成分x的前四个成分的next指向被删去成分后七个成分。
  2. 被去除成分x后八个成分的prev指向被删去成分x前一个因素。
  3. 最终将去除成分x的prev与next都安装为null。
  4. 本来要专注下表头和表尾的判断,假设被删去成分x的prev为null,表示x是表头,那么快要将表头first指向成分x的下一个因素。假如被剔除成分x的next为null,表示x是表尾,那么快要将表尾last指向成分x前四个成分。

    public E remove(int index) {
        checkElementIndex(index);
        return unlink(node(index));
    }

透过node(index)方法,获取index索引对应成分,然后调用unlink(Node<E>
x) 方法删除那些目录。

   public void clear() {
        // 遍历链表,将链表中的引用都置位null,方便垃圾回收器释放内存
        for (Node<E> x = first; x != null; ) {
            Node<E> next = x.next;
            x.item = null;
            x.next = null;
            x.prev = null;
            x = next;
        }
        first = last = null;
        size = 0;
        modCount++;
    }

将链表相月素的援用都置位null,方便垃圾回收器回收。

注 boolean removeAll(Collection<?> c)与boolean
retainAll(Collection<?>
c)都以运用AbstractCollection抽样类的暗中同意完结。也正是通过迭代器Iterator来删除集结凉月素。

transient Node last; //尾指针

再找到unlink方法

5.5 替换到分

   public E set(int index, E element) {
        checkElementIndex(index);
        Node<E> x = node(index);
        E oldVal = x.item;
        x.item = element;
        return oldVal;
    }

轮换来分极其轻巧,通过node(index)查找寻元素,将元素中数据赋值给oldVal,再将新数据element设置到元素中,最终回来老数据oldVal。

//存款和储蓄对象的布局 Node, LinkedList的当中类

 1 E unlink(Node<E> x) {
 2         // assert x != null;
 3         final E element = x.item;
 4         final Node<E> next = x.next;
 5         final Node<E> prev = x.prev;
 6 
 7         if (prev == null) {
 8             first = next;
 9         } else {
10             prev.next = next;
11             x.prev = null;
12         }
13 
14         if (next == null) {
15             last = prev;
16         } else {
17             next.prev = prev;
18             x.next = null;
19         }
20 
21         x.item = null;
22         size--;
23         modCount++;
24         return element;
25 }

5.5 查找成分

   public int indexOf(Object o) {
        int index = 0;
        if (o == null) {
            for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
                if (x.item == null)
                    return index;
                index++;
            }
        } else {
            for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
                if (o.equals(x.item))
                    return index;
                index++;
            }
        }
        return -1;
    }

从表头开首遍历,查找第一个与o值相等成分,重返对应索引,即使没找到就重回-1

    public int lastIndexOf(Object o) {
        int index = size;
        if (o == null) {
            for (Node<E> x = last; x != null; x = x.prev) {
                index--;
                if (x.item == null)
                    return index;
            }
        } else {
            for (Node<E> x = last; x != null; x = x.prev) {
                index--;
                if (o.equals(x.item))
                    return index;
            }
        }
        return -1;
    }

从表尾初阶遍历,查找第二个与o值相等成分,重临对应索引,若是没找到就回到-1

    public E get(int index) {
        checkElementIndex(index);
        return node(index).item;
    }

经过node(index)方法找到相应索引的因素,然后再次回到成分的值。

    public ListIterator<E> listIterator(int index) {
        checkPositionIndex(index);
        return new ListItr(index);
    }

归来LinkedList内部的二个迭代器。那几个类我们之后会详细介绍。

private static class Node {

从中能够看到删除时做的操作是,就要删除的成分b设为null,何况将其上叁个成分a指向b的下二个成分c,将c指向a;

5.6 其余主要艺术

   public Object[] toArray() {
        Object[] result = new Object[size];
        int i = 0;
        for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next)
            result[i++] = x.item;
        return result;
    }

将集聚转成二个Object[]数组,先创设二个尺寸为汇集数量size的Object[]数组,然后遍历链表,将成分中数据item存放到数组中。

   public <T> T[] toArray(T[] a) {
        if (a.length < size)
            a = (T[])java.lang.reflect.Array.newInstance(
                                a.getClass().getComponentType(), size);
        int i = 0;
        Object[] result = a;
        for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next)
            result[i++] = x.item;

        if (a.length > size)
            a[size] = null;

        return a;
    }

将聚合转成T类型的数组。若是数组a的长度小于集结数量size,那么将在创设多少个新数组,再赋值给a,然后遍历链表,将成分中数据item寄放到数组a中。

这里有个很诡异的地点,正是if (a.length >
size)那几个论断。大家清楚数组a中 0 — size-1
地点的要素都以汇聚中的,那么从size地点上马过后的成分都是数组a原有的因素,这里不知底为什么偏偏将size地方成分置位null。

E item;

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六. LinkedList内部类ListItr

Node next; // 指向下多个节点

总结:

6.1 成员属性

        // 代表当前遍历到的元素
        private Node<E> lastReturned;
        // 表示迭代器开始的元素
        private Node<E> next;
        // 表示元素next在链表中的位置,与next是相对应的。
        private int nextIndex;
        private int expectedModCount = modCount;

Node prev; //指向上一个节点

个中封装的是双向链表数据结构

6.2 构造函数

        ListItr(int index) {
            // 先通过LinkedList的node方法,查找index索引位置对于的元素,赋值给next
            next = (index == size) ? null : node(index);
            // 将index赋值给 nextIndex
            nextIndex = index;
        }

Node(Node prev, E element, Node next) {

各样节点是贰个Node对象,Node对象中封装的是您要增多的因素

6.3 正向遍历集结

        public boolean hasNext() {
            return nextIndex < size;
        }

当nextIndex小于集结数量size,表达集结还应该有成分未有遍历到。

      public E next() {
            checkForComodification();
            if (!hasNext())
                throw new NoSuchElementException();

            lastReturned = next;
            next = next.next;
            nextIndex++;
            return lastReturned.item;
        }

将next赋值给lastReturned,再将next指向它的下八个因素,然后将nextIndex自增,最后回到当前成分lastReturned的数目item。

this.item = element;

还会有三个对准上贰个Node对象的引用和针对性下三个Node对象的援引

6.4 反向遍历

       public boolean hasPrevious() {
            return nextIndex > 0;
        }

        public E previous() {
            checkForComodification();
            if (!hasPrevious())
                throw new NoSuchElementException();

            lastReturned = next = (next == null) ? last : next.prev;
            nextIndex--;
            return lastReturned.item;
        }

此间做了多个甩卖,还记得在ListItr构造函数中,假设index ==
size,那么next就赋值为null,所以这里当next == null就从表尾开端向前遍历。

this.next = next;

         
 

6.5 重临索引

       public int nextIndex() {
            return nextIndex;
        }

        public int previousIndex() {
            return nextIndex - 1;
        }

本条早就在AbstractList中的详细介绍过了。

this.prev = prev;

今是昨非的器皿有例外的数据结构,不一致的数据结构操作起来质量是不一样的

6.6 操作集合的法子

      public void remove() {
            checkForComodification();
            if (lastReturned == null)
                throw new IllegalStateException();

            // 将当前元素下一个元素赋值给lastNext
            Node<E> lastNext = lastReturned.next;
            // 调用LinkedList集合的unlink方法,删除当前元素
            unlink(lastReturned);
            // 如果next == lastReturned,表示反向遍历。
            // 将next指向lastNext,因为lastNext的前一个就是原lastReturned前一个元素,所以不会有遗漏
            if (next == lastReturned)
                next = lastNext;
            else
                // 表示正向遍历,那么删除当前元素,只有一个影响,就是集合数量减少了。
                // 而正向遍历结束条件时nextIndex < size,所以要将nextIndex自减。
                // 而反向遍历是结束条件是nextIndex > 0,所以不需要处理
                nextIndex--;
            lastReturned = null;
            expectedModCount++;
        }

        public void set(E e) {
            if (lastReturned == null)
                throw new IllegalStateException();
            checkForComodification();
            // 超级简单,就是将当前元素的数据item设置成e
            lastReturned.item = e;
        }

        public void add(E e) {
            checkForComodification();
            lastReturned = null;
            // 如果next == null,就在链表尾插入元素e
            if (next == null)
                linkLast(e);
            else
                // 不然就在next元素之前插入元素e
                linkBefore(e, next);
            nextIndex++;
            expectedModCount++;
        }

}

链表数据结构,做插入,删除的频率相比高,但询问功效好低

总结

LinkedList不仅仅是二个List会集,它依旧一个行列,恐怕说是双端队列。

}

         
  

栈是多个后入先出(LIFO)的数据结构,主假设四个主意:

  1. void push(E e); 向栈顶添日元素。
  2. E pop(); 移除栈顶成分,并再次来到它。
  3. E peek(); 查看栈顶成分。

存储

数组结构,它做询问的频率高,因为能够透过下标直接找到成分

队列

队列是一个先入先出(FIFO)的数据结构,首倘若多少个方法:

  1. boolean offer(E e); 向队列尾添法郎素。
  2. E poll();移除队列头成分,并回到它。
  3. E peek(); 查看队列头成分。

add(E e)

但插入删除成效比极低,因为要做运动操作

双端队列

双端队列与一般队列做相比较,它既可以够在队列头添日币素,也得以在队列尾添欧成分;既可以够在队列头删除成分,也足以在队列尾删除成分。
它的根本格局有七个:

  1. boolean offerFirst(E e); 向队列头添欧成分。
  2. boolean offerLast(E e); 向队列尾添比索素。
  3. E pollFirst();移除队列头成分,并重回它。
  4. E pollLast();移除队列尾成分,并重临它。
  5. E peekFirst(); 查看队列头成分。
  6. E peekLast(); 查看队列尾元素。

该情势是在链表的 end 添比索素,其调用了友好的不二等秘书籍 linkLast(E e)。

 

AbstractSequentialList抽样类

AbstractSequentialList那些类表示它的子类是接纳链表这种数据结构来积存集结成分的,并不是选拔数组这种数据结构。也正是说它从不可率性拜望技艺。

该办法首先将 last 的 Node 引用指向了二个新的
Node(l),然后依据l新建了四个 newNode,在那之中的要素就为要丰富的
e;而后,大家让 last 指向了 newNode。接下来是自家进行珍贵该链表。

 

单向链表和双向链表

专注一下单向链表和双向链表的插入和删除。
单向链表的插入和删除最多改动多个援用,而双向链表的插入和删除最多更换八个援用。

/**

二:用LinkedList达成栈和队列

LinkedList 类

使用first表示双向链表的表头,使用last表示双向链表的表尾。

* Appends the specified element to the end of this list.

栈的表征,后进先出

*

         
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*

栈的艺术:

This method is equivalent to {@link #addLast}.

 1 class MyStack<T>{
 2     private LinkedList<T> data=null;
 3     public MyStack() {
 4         data=new LinkedList<T>();
 5     }
 6 
 7     //压栈的方法
 8     public void push(T obj) {
 9         data.addFirst(obj);
10     }
11     
12     public T pop() {
13         return data.removeFirst();
14     }
15     
16     public  Iterator<T> iterator() {
17         return data.iterator();
18     }
19 }

*

main函数中增添及使用:

* @param e element to be appended to this list

 1 MyStack<String> mystack=new MyStack<String>();
 2         mystack.push("zhangsan");
 3         mystack.push("lisi");
 4         mystack.push("wangwu");
 5         mystack.push("zhaoliu");
 6         mystack.pop();
 7         mystack.pop();
 8          Iterator<String> it=mystack.iterator();
 9          while(it.hasNext()){
10              System.out.println(it.next());
11          }

* @return {@code true} (as specified by {@link Collection#add})

输出结果:

*/

lisi

public boolean add(E e) {

zhangsan

linkLast(e);

 

return true;

队列的表征:先进先出

}

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/**

队列的主意:

* Links e as last element.

 1 class myQueue<T>{
 2     private LinkedList<T> data=null;
 3     public myQueue(){
 4         data=new LinkedList<T>();
 5     }
 6     
 7     public void push(T obj) {
 8         data.addFirst(obj);
 9     }
10     
11     public T pop() {
12         return data.removeLast();
13     }
14     
15     public Iterator<T> iterotor() {
16         return data.iterator();
17     }
18 }

*/

main函数中增加及使用:

void linkLast(E e) {

 1 myQueue<Integer> myQueue=new myQueue<Integer>();
 2         myQueue.push(1);
 3         myQueue.push(2);
 4         myQueue.push(3);
 5         myQueue.push(4);
 6         myQueue.push(5);
 7         myQueue.pop();
 8         myQueue.pop();
 9         Iterator<Integer> it= myQueue.iterotor();
10         while (it.hasNext()) {
11             System.out.println(it.next());
12         }

final Node l = last;

出口结果:

final Node newNode = new Node<>(l, e, null);

5

last = newNode;

4

if (l == null)

3

first = newNode;

else

l.next = newNode;

size++;

modCount++;

}

add(int index, E element)

该情势是在钦定 index 地方插入成分。如若 index 地方正好等于 size,则调用
linkLast(element) 将其插入末尾;不然调用 linkBefore(element,
node(index))方法举行扦插。该方式的落到实处在底下,大家能够和谐精心的深入分析一下。(剖判链表的时候最CANON够边画图边深入分析)

/**

* Inserts the specified element at the specified position in this list.

* Shifts the element currently at that position (if any) and any

* subsequent elements to the right (adds one to their indices).

*

* @param index index at which the specified element is to be inserted

* @param element element to be inserted

* @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc}

*/

public void add(int index, E element) {

checkPositionIndex(index);

if (index == size)

linkLast(element);

else

linkBefore(element, node(index));

}

/**

* Inserts element e before non-null Node succ.

*/

void linkBefore(E e, Node succ) {

// assert succ != null;

final Node pred = succ.prev;

final Node newNode = new Node<>(pred, e, succ);

succ.prev = newNode;

if (pred == null)

first = newNode;

else

pred.next = newNode;

size++;

modCount++;

}

LinkedList
的法子其实是太多,在那无奈一一举例剖判。但众多主意其实都只是在调用其余办法而已,所以提议大家将其几个最宗旨的拉长的秘技搞懂就可以了,比如linkBefore、linkLast。其本质相当于链表之间的删减增多等。

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