这可能是你看过最详细的Java集合篇【二】—— LinkedList

news2024/11/27 4:14:29

文章目录

    • LinkedList
      • 继承关系
      • 数据结构
      • 变量
      • 构造方法
      • 添加元素相关方法
      • 查找元素相关方法
      • 删除元素相关方法
      • 清空方法
      • 遍历方法
      • 其它方法
      • 常见面试题

LinkedList

LinkedList底层数据结构是双向链表。链表数据结构的特点是每个元素分配的空间不必连续、插入和删除元素时速度非常快、但访问元素的速度较慢可以存储null值。线程不安全

继承关系

在这里插入图片描述

可以看到,LinkedList同时实现了List接口和Deque对口,也就是它既可以看作一个顺序容器,又可以看作一个队列(Queue),同时又可以看作一个栈(stack),这样看来,LinkedList简直就是无敌的,当你需要使用栈或者队列时,可以考虑用LinkedList,一方面是因为Java官方已经声明不建议使用Stack类,更遗憾的是,Java里根本没有一个叫做Queue的类(只是一个接口的名字)。关于栈或队列,现在首选是ArrayDeque,它有着比LinkedList(当作栈或队列使用时)更好的性能

除此之外,LinkedList 继承自 AbstractSequentialList,AbstractSequentialList 又是什么呢?从实现上,AbstractSequentialList 提供了一套基于顺序访问的接口。通过继承此类,子类仅需实现部分代码即可拥有完整的一套访问某种序列表(比如链表)的接口。深入源码,AbstractSequentialList 提供的方法基本上都是通过 ListIterator 实现的,比如:

public E get(int index) {
    try {
        return listIterator(index).next();
    } catch (NoSuchElementException exc) {
        throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index);
    }
}

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);
    }
}

public void add(int index, E element) {
    try {
        listIterator(index).add(element);
    } catch (NoSuchElementException exc) {
        throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index);
    }
}

public abstract ListIterator<E> listIterator(int index);

所以只要继承类实现了listIterator方法,它不需要再额外实现什么即可使用(后续的遍历方法中可以看到LinkedList对该方法的具体实现)。对于随机访问集合类一般建议继承AbstractList而不是AbstractSequentialList。LinkedList和其他父类一样,也是基于顺序访问。所以LinkedList继承了AbstractSequentialList,但LinkedList并没有直接使用父类的方法,而是重新实现了一套方法。(后续有上面get、set、add方法的具体实现介绍

另外,LinkedList还实现了Deque(double ended queue),Deque又继承自Queue接口。这样LinkedList就具备了队列的功能。比如:

Queue<T> queue = new LinkedList<>();

数据结构

LinkedList类每个结点用内部类Node表示,LinkedList通过first和last引用分别指向链表的第一个和最后一个元素,当链表为空时,first和last都为NULL值。LinkedList数据结构如下图所示:

在这里插入图片描述

静态内部类Node相关源码

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;
    }
}

Node节点一共有三个属性:item代表节点值,prev代表节点的前一个节点,next代表节点的后一个节点。每个结点都有一个前驱和后继结点。

变量

LinkedList中定义了三个变量分别是集合中存放的元素个数、指向链表中的第一个和最后一个结点。

transient int size = 0;   

transient Node<E> first;

transient Node<E> last;

构造方法

// 无参构造
public LinkedList() {
}

// 通过传入一个集合参数构造,先完成初始化,在调用添加操作
// 传入的参数必须是Collection,Collection是接口,可以使用多态即参数可以是Collection的实现类
// 同时泛型的约束可以是E也可以是E的子类
public LinkedList(Collection<? extends E> c) {
    this();
    addAll(c);
}

添加元素相关方法

在链表尾部添加一个元素,如果成功,返回true,否则返回false。

public boolean add(E e) {
    linkLast(e);
    return true;
}

void linkLast(E e) {
    // 获取链表尾节点赋值给变量l
    final Node<E> l = last;
    // l代表前一个节点,e代表当前节点值,null代表下一个节点
    // 即将当前添加的节点设置为尾节点
    final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
    // 尾节点指向当前添加的节点
    last = newNode;
    // 如果尾节点为null,则表示当前链表还没有节点,将头节点也指向当前添加的节点
    if (l == null)
      first = newNode;
    else
      // 否则将尾节点的下一个节点属性next指向当前添加的节点,当前添加的节点成为新的尾节点
      l.next = newNode;
    size++;
    modCount++;
}

ps:因为LinkedList可以存储null值,如果第一个节点设置为null值,代表,这个节点的item、next、prev属性都为null,并不代表该节点为null,即不适用于l == null

在链表头部插入一个元素。无返回值。

public void addFirst(E e) {
    linkFirst(e);
}

private void linkFirst(E e) {
    // 获取链表头节点赋值给变量f
    final Node<E> f = first;
    // null代表前一个节点,e代表当前节点值,f代表下一个节点
    // 即将当前添加的节点设置为头节点
    final Node<E> newNode = new Node<>(null, e, f);
    // 头节点指向当前添加的节点
    first = newNode;
    // 如果头节点为null,则表示当前链表还没有节点,将尾节点也指向当前添加的节点
    if (f == null)
      last = newNode;
    else
      // 否则将头节点的前一个节点属性prev指向当前添加的节点,当前添加的节点成为新的头节点
      f.prev = newNode;
    size++;
    modCount++;
}

在链表尾部添加一个元素。无返回值。同上在链表尾部添加一个元素只是没有返回值

public void addLast(E e) {
    linkLast(e);
}

在指定位置插入一个元素。无返回值

public void add(int index, E element) {
    // 校验位置是否越界
    checkPositionIndex(index);

    // 如果索引位置为链表长度,即在尾部添加一个元素
    if (index == size)
        linkLast(element);
    // 否则,在链表指定位置添加一个元素
    else
        linkBefore(element, node(index));
}

// 根据索引寻找目标节点
Node<E> node(int index) {
    // assert isElementIndex(index);

    // 如果索引长度小于链表长度右移1位,则从链表头开始遍历寻找
    if (index < (size >> 1)) {
      Node<E> x = first;
      for (int i = 0; i < index; i++)
        x = x.next;
      return x;
    // 否则从链表尾开始遍历寻找
    } else {
      Node<E> x = last;
      for (int i = size - 1; i > index; i--)
        x = x.prev;
      return x;
    }
}

// 将目标节点替换成新插入的节点,并把目标节点作为新插入节点的下一位节点
void linkBefore(E e, Node<E> succ) {
    // assert succ != null;
    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++;
}

批量添加元素,向本链表添加一个指定的集合的元素

// 将指定集合中的所有元素追加到本链表的末尾
public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
    return addAll(size, c);
}

// 将指定集合中的所有元素追加到本链表的index索引位置后面
public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
    // 校验位置是否越界
    checkPositionIndex(index);

    // 将集合转换为数组
    Object[] a = c.toArray();
    int numNew = a.length;
    // 如果数据长度为0,直接返回false,添加失败
    if (numNew == 0)
        return false;

    Node<E> pred, succ;
    // 本集合末尾添加
    if (index == size) {
        succ = null;
        pred = last;
    // 本集合指定位置添加
    } else {
        // 找到指定位置的节点
        succ = node(index);
        pred = succ.prev;
    }

    // 将数组的元素循环添加到集合里面
    for (Object o : a) {
        @SuppressWarnings("unchecked") E e = (E) o;
        Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, null);
        if (pred == null)
            first = newNode;
        else
            pred.next = newNode;
        pred = newNode;
    }

    // 如果是本集合末尾添加,尾节点就是数组最后的节点
    if (succ == null) {
        last = pred;
    // 否则,尾节点不变,将数组的最后一个节点连接指定位置节点的前面
    } else {
        pred.next = succ;
        succ.prev = pred;
    }

    // 本集合的长度=本集合的长度+数组长度
    size += numNew;
    modCount++;
    return true;
}

查找元素相关方法

从当前链表中获取指定位置的元素。

public E get(int index) {
    // 校验索引是否越界 
    checkElementIndex(index);
    return node(index).item;
}

从当前链表中获取第一个元素。

public E getFirst() {
    // 直接返回头节点
    final Node<E> f = first;
    if (f == null)
        throw new NoSuchElementException();
    return f.item;
}

从当前链表中获取最后一个元素。

public E getLast() {
    // 直接返回尾节点
    final Node<E> l = last;
    if (l == null)
        throw new NoSuchElementException();
    return l.item;
}

删除元素相关方法

从当前链表中移除指定的元素。如果成功,返回true,否则返回false。

public boolean remove(Object o) {
    // 遍历节点移除null节点
    if (o == null) {
        for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
            if (x.item == null) {
                unlink(x);
                return true;
            }
        }
    // 遍历节点移除非null节点
    } else {
        for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
            if (o.equals(x.item)) {
                unlink(x);
                return true;
            }
        }
    }
    return false;
}

// 将目标节点断连
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;

    // 如果目标节点是头节点,将头节点指向目标节点的next节点
    if (prev == null) {
      first = next;
    // 否则目标节点的prev节点的next节点指向目标节点的next节点
    // 目标节点的prev节点属性置空
    } else {
      prev.next = next;
      x.prev = null;
    }

    // 如果目标节点是尾节点,将尾节点指向目标节点的prev节点
    if (next == null) {
      last = prev;
    // 否则目标节点的next节点的prev节点指向目标节点的prev节点
    // 目标节点的next节点属性置空
    } else {
      next.prev = prev;
      x.next = null;
    }

    // 目标节点的item属性置空
    x.item = null;
    size--;
    modCount++;
    return element;
}

从当前链表中移除指定位置的元素。返回被移除节点的item属性值

public E remove(int index) {
    // 校验索引是否越界
    checkElementIndex(index);
    return unlink(node(index));
}

从当前链表中移除第一个元素。

public E removeFirst() {
    final Node<E> f = first;
    if (f == null)
        throw new NoSuchElementException();
    // 断连头节点
    return unlinkFirst(f);
}

private E unlinkFirst(Node<E> f) {
    // assert f == first && f != null;
    final E element = f.item;
    final Node<E> next = f.next;
    // 头节点item属性置空
    f.item = null;
    // 头节点next节点属性置空
    f.next = null; // help GC
    // 头节点指向头节点的next节点
    first = next;
    // 如果头节点的next节点为空,说明就链表就一个节点,此时,将尾节点也置空,此时为空链表
    if (next == null)
      last = null;
    // 否则,next节点也就是新的头节点的prev节点属性置空
    else
      next.prev = null;
    size--;
    modCount++;
    return element;
}

从当前链表中移除第一个元素,同removeFirst()相同。

public E remove() {
    return removeFirst();
}

从当前链表中移除最后一个元素。

public E removeLast() {
    final Node<E> l = last;
    if (l == null)
        throw new NoSuchElementException();
    // 断连尾节点
    return unlinkLast(l);
}

private E unlinkLast(Node<E> l) {
    // assert l == last && l != null;
    final E element = l.item;
    final Node<E> prev = l.prev;
    // 尾节点item属性置空
    l.item = null;
    // 尾节点prev节点属性置空
    l.prev = null; // help GC
    // 尾节点指向尾节点的prev节点
    last = prev;
    // 如果尾节点的prev节点为空,说明就链表就一个节点,此时,将头节点也置空,此时为空链表
    if (prev == null)
      first = null;
    // 否则,prev节点也就是新的尾节点的next节点属性置空
    else
      prev.next = null;
    size--;
    modCount++;
    return element;
}

清空方法

为了让GC更快可以回收放置的元素,需要将节点之间的引用关系赋空

public void clear() {
    // Clearing all of the links between nodes is "unnecessary", but:
    // - helps a generational GC if the discarded nodes inhabit
    //   more than one generation
    // - is sure to free memory even if there is a reachable Iterator
    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++;
}

遍历方法

链表的遍历过程也很简单,和上面查找过程类似,我们从头节点往后遍历就行了。但对于 LinkedList 的遍历还是需要注意一些,不然可能会导致代码效率低下。通常情况下,我们会使用普通for循环遍历或者增强for循环(也称foreach循环)遍历集合,因为普通for循环是使用索引进行遍历,但是LinkedList通过索引查找效率很低。所以一般使用foreach循环遍历,而foreach循环最终转换成迭代器形式。所以分析LinkedList的遍历的核心就是它的迭代器实现。

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

// LinkedList集合自定义的迭代器类,实现了集合的迭代器ListIterator
private class ListItr implements ListIterator<E> { 
    private Node<E> lastReturned = null; 
    private Node<E> next; 
    private int nextIndex; 
    private int expectedModCount = modCount; 
    ListItr(int index) { 
        // assert isPositionIndex(index); 
        next = (index == size) ? null : node(index); 
        nextIndex = index; 
    } 
    public boolean hasNext() { 
        return nextIndex < size; 
    } 
    public E next() { 
        checkForComodification(); 
        if (!hasNext()) 
            throw new NoSuchElementException(); 
        lastReturned = next; 
        next = next.next; 
        nextIndex++; 
        return lastReturned.item; 
    } 
    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; 
    } 
    public int nextIndex() { 
        return nextIndex; 
    } 
    public int previousIndex() { 
        return nextIndex - 1; 
    } 
    public void remove() { 
        checkForComodification(); 
        if (lastReturned == null) 
            throw new IllegalStateException(); 
        Node<E> lastNext = lastReturned.next; 
        unlink(lastReturned); 
        if (next == lastReturned) 
            next = lastNext; 
        else 
            nextIndex--; 
        lastReturned = null; 
        expectedModCount++; 
    } 
    public void set(E e) { 
        if (lastReturned == null) 
            throw new IllegalStateException(); 
        checkForComodification(); 
        lastReturned.item = e; 
    } 
    public void add(E e) { 
        checkForComodification(); 
        lastReturned = null; 
        if (next == null) 
            linkLast(e); 
        else 
            linkBefore(e, next); 
        nextIndex++; 
        expectedModCount++; 
    } 
    final void checkForComodification() { 
        if (modCount != expectedModCount) 
            throw new ConcurrentModificationException(); 
    } 
}

其它方法

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

    // 判断LinkedList是否包含指定的元素 
    public boolean contains(Object o) { 
        return indexOf(o) != -1; 
    } 
    
    // 返回List中元素的数量 
    public int size() { 
        return size; 
    }
    
    // 修改指定索引位置的值,返回值为老值 
    public E set(int index, E element) { 
        checkElementIndex(index); 
        Node<E> x = node(index); 
        E oldVal = x.item; 
        x.item = element; 
        return oldVal; 
    }  
    
    // 判断索引是否合法 
    private boolean isElementIndex(int index) { 
        return index >= 0 && index < size; 
    } 
    
    // 判断位置是否合法 
    private boolean isPositionIndex(int index) { 
        return index >= 0 && index <= size; 
    } 
    
    // 索引溢出信息 
    private String outOfBoundsMsg(int index) { 
        return "Index: "+index+", Size: "+size; 
    } 
    // 检查索引是否合法 
    private void checkElementIndex(int index) { 
        if (!isElementIndex(index)) 
            throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index)); 
    } 
    
    // 检查位置是否合法 
    private void checkPositionIndex(int index) { 
        if (!isPositionIndex(index)) 
            throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index)); 
    }  
    
    // 返回第一次出现指定元素的位置 
    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; 
    } 
    
    // 返回最后一次出现元素的位置 
    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; 
    } 
    
    // 弹出第一个元素的值 
    public E peek() { 
        final Node<E> f = first; 
        return (f == null) ? null : f.item; 
    } 
    
    // 获取第一个元素 
    public E element() { 
        return getFirst(); 
    } 
    
    // 弹出第一元素,并删除 
    public E poll() { 
        final Node<E> f = first; 
        return (f == null) ? null : unlinkFirst(f); 
    } 
    
    // 添加到尾部 
    public boolean offer(E e) { 
        return add(e); 
    } 
    
    // 添加到头部 
    public boolean offerFirst(E e) { 
        addFirst(e); 
        return true; 
    } 
    
    // 插入到最后一个元素 
    public boolean offerLast(E e) { 
        addLast(e); 
        return true; 
    } 
    
    // 尝试弹出第一个元素,但是不删除元素 
    public E peekFirst() { 
        final Node<E> f = first; 
        return (f == null) ? null : f.item; 
    } 
     
    // 尝试弹出最后一个元素,不删除 
    public E peekLast() { 
        final Node<E> l = last; 
        return (l == null) ? null : l.item; 
    } 
    
    // 弹出第一个元素,并删除 
    public E pollFirst() { 
        final Node<E> f = first; 
        return (f == null) ? null : unlinkFirst(f); 
    } 
    
    // 弹出最后一个元素,并删除 
    public E pollLast() { 
        final Node<E> l = last; 
        return (l == null) ? null : unlinkLast(l); 
    } 
    
    // 入队列,添加到头部 
    public void push(E e) { 
        addFirst(e); 
    } 
    
    // 出队列,删除第一个节点 
    public E pop() { 
        return removeFirst(); 
    } 
    
    // 删除指定元素第一次出现的位置 
    public boolean removeFirstOccurrence(Object o) { 
        return remove(o); 
    } 
    
    // 删除指定元素最后一次出现的位置 
    public boolean removeLastOccurrence(Object o) { 
        if (o == null) { 
            for (Node<E> x = last; x != null; x = x.prev) { 
                if (x.item == null) { 
                    unlink(x); 
                    return true; 
                } 
            } 
        } else { 
            for (Node<E> x = last; x != null; x = x.prev) { 
                if (o.equals(x.item)) { 
                    unlink(x); 
                    return true; 
                } 
            } 
        } 
        return false; 
    } 
    
    // 用于按相反的顺序返回对该LinkedList中的元素的迭代器。元素将按从最后(尾)到第一个(头)的顺序返回。
    public Iterator<E> descendingIterator() { 
        return new DescendingIterator(); 
    } 
    
    private class DescendingIterator implements Iterator<E> { 
        private final ListItr itr = new ListItr(size()); 
        public boolean hasNext() { 
            return itr.hasPrevious(); 
        } 
        public E next() { 
            return itr.previous(); 
        } 
        public void remove() { 
            itr.remove(); 
        } 
    } 
    
    // 调用Object的clone()方法克隆一个集合
    @SuppressWarnings("unchecked") 
    private LinkedList<E> superClone() { 
        try { 
            return (LinkedList<E>) super.clone(); 
        } catch (CloneNotSupportedException e) { 
            throw new InternalError(); 
        } 
    } 
    
    // 返回LinkedList实例的浅拷贝。(元素本身不会被复制。)
    public Object clone() { 
        LinkedList<E> clone = superClone(); 
        // Put clone into "virgin" state 
        clone.first = clone.last = null; 
        clone.size = 0; 
        clone.modCount = 0; 
        // Initialize clone with our elements 
        for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) 
            clone.add(x.item); 
        return clone; 
    } 
    
    // 集合转Object数组
    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; 
    } 
    
    // 转指定数据类型的数组,传入的数组长度如果小于集合,则创建一个新数组,长度为集合长度,传入的数组长度如果大于集合,数组大于部分设置为null
    @SuppressWarnings("unchecked") 
    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; 
    } 
    
    private static final long serialVersionUID = 876323262645176354L; 
    
    // 将这个LinkedList实例的状态保存到一个输出流(即序列化它)。
    private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s) 
        throws java.io.IOException { 
        // Write out any hidden serialization magic 
        s.defaultWriteObject(); 
        // Write out size 
        s.writeInt(size); 
        // Write out all elements in the proper order. 
        for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) 
            s.writeObject(x.item); 
    } 
    
    // 从一个输入流重新构造这个LinkedList实例(即反序列化它)。 
    @SuppressWarnings("unchecked") 
    private void readObject(java.io.ObjectInputStream s) 
        throws java.io.IOException, ClassNotFoundException { 
        // Read in any hidden serialization magic 
        s.defaultReadObject(); 
        // Read in size 
        int size = s.readInt(); 
        // Read in all elements in the proper order. 
        for (int i = 0; i < size; i++) 
            linkLast((E)s.readObject()); 
    } 
    
    // Spliterator为jdk1.8新增接口,也是一个迭代器实现,可拆分迭代器,为了并行执行而设计的
    @Override
    public Spliterator<E> spliterator() {
        return new LLSpliterator<E>(this, -1, 0);
    }
    
    /** A customized variant of Spliterators.IteratorSpliterator */
    static final class LLSpliterator<E> implements Spliterator<E> {
        static final int BATCH_UNIT = 1 << 10;  // batch array size increment
        static final int MAX_BATCH = 1 << 25;  // max batch array size;
        final LinkedList<E> list; // null OK unless traversed
        Node<E> current;      // current node; null until initialized
        int est;              // size estimate; -1 until first needed
        int expectedModCount; // initialized when est set
        int batch;            // batch size for splits

        LLSpliterator(LinkedList<E> list, int est, int expectedModCount) {
            this.list = list;
            this.est = est;
            this.expectedModCount = expectedModCount;
        }

        final int getEst() {
            int s; // force initialization
            final LinkedList<E> lst;
            if ((s = est) < 0) {
                if ((lst = list) == null)
                    s = est = 0;
                else {
                    expectedModCount = lst.modCount;
                    current = lst.first;
                    s = est = lst.size;
                }
            }
            return s;
        }

        public long estimateSize() { return (long) getEst(); }

        public Spliterator<E> trySplit() {
            Node<E> p;
            int s = getEst();
            if (s > 1 && (p = current) != null) {
                int n = batch + BATCH_UNIT;
                if (n > s)
                    n = s;
                if (n > MAX_BATCH)
                    n = MAX_BATCH;
                Object[] a = new Object[n];
                int j = 0;
                do { a[j++] = p.item; } while ((p = p.next) != null && j < n);
                current = p;
                batch = j;
                est = s - j;
                return Spliterators.spliterator(a, 0, j, Spliterator.ORDERED);
            }
            return null;
        }

        public void forEachRemaining(Consumer<? super E> action) {
            Node<E> p; int n;
            if (action == null) throw new NullPointerException();
            if ((n = getEst()) > 0 && (p = current) != null) {
                current = null;
                est = 0;
                do {
                    E e = p.item;
                    p = p.next;
                    action.accept(e);
                } while (p != null && --n > 0);
            }
            if (list.modCount != expectedModCount)
                throw new ConcurrentModificationException();
        }

        public boolean tryAdvance(Consumer<? super E> action) {
            Node<E> p;
            if (action == null) throw new NullPointerException();
            if (getEst() > 0 && (p = current) != null) {
                --est;
                E e = p.item;
                current = p.next;
                action.accept(e);
                if (list.modCount != expectedModCount)
                    throw new ConcurrentModificationException();
                return true;
            }
            return false;
        }

        public int characteristics() {
            return Spliterator.ORDERED | Spliterator.SIZED | Spliterator.SUBSIZED;
        }
    }
} 

常见面试题

Q:ArrayList和LinkedList区别?

A:

  1. 数据结构不同。ArrayList 底层数据结构是动态数组,LinkedList 底层数据结构是双向链表
  2. 内存开销不同。如果列表很大很大,ArrayList 和 LinkedList 在内存的使用上也有所不同。LinkedList 的每个元素都有更多开销,因为要存储上一个和下一个元素的地址。ArrayList 没有这样的开销。
  3. 作用不同。ArrayList 只能用作列表;LinkedList 可以用作列表或者队列,因为它还实现了 Deque 接口。
  4. 效率不同。当通过索引随机访问集合时(get和set操作,即查询和修改操作),ArrayList 比 LinkedList 的效率高,因为 ArrayList 由于时数组结构,通过索引查询的时间复杂度是O(1);而 LinkedList 是链表结构,通过索引查询是通过node(index)方法遍历查找,时间复杂度是O(n)。不走索引都需要遍历集合,效率基本相同。当对集合进行增加和删除操作时(add和remove操作),LinkedList 一般比 ArrayList 的效率高,增加元素时,LinkedList 需要根据增加的节点位置操作链表连接节点,中间节点也是需要循环获取到的,而 ArrayList 如果超过数组长度需要进行动态扩容,在不触发 ArrayList 的动态扩容情况下,ArrayList 的效率甚至要高于 LinkedList ;但是若触发 ArrayList 的动态扩容,LinkedList 效率要高于 ArrayList 。删除元素时, LinkedList 除了有单独的方法移除头尾节点,其它节点都需要循环集合定位到该元素,再断连即可,ArrayList 如果是通过索引(remove(int index)方法)查询到元素,直接获取即可;如果是通过元素值(remove(object o)方法)查询该元素,也需要循环获取元素,然后删除元素后再通过System.arraycopy()方法将该元素的后面的元素往前移动一位;所以单就删除动作来说LinkedList 效率要高于 ArrayList

Q:LinkedList为什么查改慢,增删快?

A:

查改慢:因为查改都需要先定位到元素,由于LinkedList 是链表结构,查询元素是通过node(index)方法遍历集合查找,时间复杂度是O(n)。

  • 假如集合size=100,要取index=40的元素,根据源码,100>>1=50,40<50,需要从前往后循环,循环40遍取出node.item.
  • 但是如果取最前面和最后面的元素可以通过getFirst和getLast方法获取,比较快,此时时间复杂度是O(1)

增删快:增加元素时,LinkedList 需要根据增加的节点位置操作链表连接节点,中间节点也是需要循环获取到的;删除元素时, LinkedList 除了有单独的方法移除头尾节点,其它节点都需要循环集合定位到该元素,再断连即可,单单就增加和删除的动作来看,只需要链接新的元素,而不必修改列表中剩余的元素,无论列表尺寸如何变化,其代价大致相同。

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