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Java LinkedList工作原理及實現

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1. 概述

雙向鏈表實現。鏈表無容量限制,但雙向鏈表本身使用了更多空間,也需要額外的鏈表指針操作。
按下標訪問元素—get(i)/set(i,e) 要悲劇的遍歷鏈表將指針移動到位(如果i>數組大小的一半,會從末尾移起)。
插入、刪除元素時修改前後節點的指針即可,但還是要遍歷部分鏈表的指針才能移動到下標所指的位置,
只有在鏈表兩頭的操作—add(), addFirst(),removeLast()或用iterator()上的remove()能省掉指針的移動。

LinkedList是一個簡單的數據結構,與ArrayList不同的是,他是基於雙向鏈表實現的。ArrayList內部是數組,元素在內存是連續存放的,LinkedList每個元素在內存都是單獨存放的!

Doubly-linked list implementation of the List and Deque interfaces. Implements all optional list operations, and permits all elements 
(including null).
LinkedList<String> list = new LinkedList<String>();
list.add("語文: 1");
list.add("數學: 2");
list.add("英語: 3");

結構也相對簡單一些,如下圖所示:

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2. set和get函數

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

這兩個函數都調用了node函數,該函數會以O(n/2)的性能去獲取一個節點,具體實現如下所示:

Node<E> node(int index) {
    // assert isElementIndex(index);
    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;
    }
}

就是判斷index是在前半區間還是後半區間,如果在前半區間就從head搜索,而在後半區間就從tail搜索。而不是一直從頭到尾的搜索。如此設計,將節點訪問的復雜度由O(n)變為O(n/2)。

Refer:

http://yikun.github.io/2015/04/05/Java-LinkedList%E5%B7%A5%E4%BD%9C%E5%8E%9F%E7%90%86%E5%8F%8A%E5%AE%9E%E7%8E%B0/

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