JAVA容器-自問自答學(xué)LinkedList

前言

在前一篇文章我以面試問答的形式與大家一同學(xué)習(xí)了ArrayList,有興趣但是沒閱讀過的同學(xué)可以翻看我的文章記錄,有了ArrayList,自然少不了LinkedList了。

PS:由于我的居住地珠海前兩天遭受了臺風(fēng)天鴿的影響,過了2天沒水沒電沒網(wǎng)沒信號的原始生活,所以此文久久未能完成并發(fā)布,請大家體諒。

下面我就以面試問答的形式學(xué)習(xí)我們的常用的裝載容器——LinkedList(源碼分析基于JDK8)

問答內(nèi)容

1.

問:請簡單介紹一下您所了解的LinkedList,它可以用來做什么,怎么使用?

答:

  • LinkedList底層是雙向鏈表,同時實現(xiàn)了List接口和Deque接口,所以它既可以看作是一個順序容器,也可以看作是一個隊列(Queue),同時也可以看作是一個棧(Stack),但如果想使用?;蜿犃械葦?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的話,推薦使用ArrayDeque,它作為?;蜿犃袝萀inkedList有更好的使用性能。

示例代碼:

        // 創(chuàng)建一個LinkedList,鏈表的每個節(jié)點的內(nèi)存空間都是實時分配的,所以無須事先指定容器大小
        LinkedList<String> linkedList = new LinkedList<String>();
        // 往容器里面添加元素
        linkedList.add("張三");
        linkedList.add("李四");
        // 在張三與李四之間插入一個王五
        linkedList.add(1, "王五");
        // 在頭部插入一個小三
        linkedList.addFirst("小三");
        // 獲取index下標(biāo)為2的元素 王五
        String element = linkedList.get(2);
        // 修改index下標(biāo)為2的元素 王五 為小四
        linkedList.set(2, "小四");
        // 刪除index下標(biāo)為1的元素 張三
        String removeElement = linkedList.remove(1);
        // 刪除第一個元素
        String removeFirstElement = linkedList.removeFirst();
        // 刪除最后一個元素
        String removeLastElement = linkedList.removeLast();
  • LinkedList底層實現(xiàn)是雙向鏈表,核心組成元素有:int size = 0用于記錄鏈表長度;Node<E> first;用于記錄頭(第一個)結(jié)點(儲存的是頭結(jié)點的引用);Node<E> last;用于記錄尾(最后一個)結(jié)點(儲存的是尾結(jié)點的引用)。

示例代碼:

public class LinkedList<E>
    extends AbstractSequentialList<E>
    implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable
{
    // 記錄鏈表長度
    transient int size = 0;

    /**
     * Pointer to first node. 指向第一個結(jié)點
     * Invariant: (first == null && last == null) ||
     *            (first.prev == null && first.item != null)
     */
    transient Node<E> first;

    /**
     * Pointer to last node. 指向最后一個結(jié)點
     * Invariant: (first == null && last == null) ||
     *            (last.next == null && last.item != null)
     */
    transient Node<E> last;
}
  • 雙向鏈表的核心組成元素還有一個最重要的Node<E>,Node<E>包含:E item; 用于存儲元素數(shù)據(jù),Node<E> next; 指向當(dāng)前元素的后繼結(jié)點,Node<E> prev; 指向當(dāng)前元素的前驅(qū)結(jié)點。

示例代碼:

    /**
     * 定義LinkedList底層的結(jié)點實現(xiàn)
     */
    private static class Node<E> {
        E item; // 存儲元素數(shù)據(jù)
        Node<E> next;// 指向當(dāng)前元素的后繼結(jié)點
        Node<E> prev;// 指向當(dāng)前元素的前驅(qū)結(jié)點
        
        /**
         * Node結(jié)點構(gòu)造方法
         */
        Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
            this.item = element;// 存儲的元素
            this.next = next;// 后繼結(jié)點
            this.prev = prev;// 前驅(qū)結(jié)點
        }
    }
雙向鏈表底層實現(xiàn),圖片來自網(wǎng)絡(luò)

上圖中的head即Node<E> first; tail即Node<E> last;

2.

問:請分別分析一下它是如何獲取元素,修改元素,新增元素與刪除元素,并分析這些操作對應(yīng)的時間復(fù)雜度。

答:

  • 獲取元素:LinkedList提供了三種獲取元素的方法,分別是:
  1. 獲取第一個元素getFirst(),獲取第一個元素,直接返回Node<E> first指向的結(jié)點即可,所以時間復(fù)雜度為O(1)。

  2. 獲取最后一個元素getLast(),獲取最后一個元素,直接返回Node<E> last指向的結(jié)點即可,所以時間復(fù)雜度也為O(1)。

  3. 獲取指定索引index位置的元素get(int index),由于Node<E>結(jié)點在內(nèi)存中存儲的空間不是連續(xù)存儲的,所以查找某一位置的結(jié)點,只能通過遍歷鏈表的方式查找結(jié)點,因此LinkedList會先通過判斷index < (size >> 1)size>>1即為size/2當(dāng)前鏈表長度的一半,判斷index的位置是在鏈表的前半部分還是后半部分。決定是從頭部遍歷查找數(shù)據(jù)還是從尾部遍歷查找數(shù)據(jù)。最壞情況下,獲取中間元素,則需要遍歷n/2次才能獲取到對應(yīng)元素,所以此方法的時間復(fù)雜度為O(n)。

  • 綜上所述,LinkedList獲取元素的時間復(fù)雜度為O(n)。

示例代碼:

    /**
     * 返回列表中指定位置的元素
     *
     * @param index 指定index位置
     * @return 返回指定位置的元素
     * @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc}
     */
    public E get(int index) {
        // 檢查index下標(biāo)是否合法[0,size)
        checkElementIndex(index);
        // 遍歷列表獲取對應(yīng)index位置的元素
        return node(index).item;
    }

    /**
     * 檢查下標(biāo)是否合法
     */
    private void checkElementIndex(int index) {
        if (!isElementIndex(index))
            throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
    }

    private boolean isElementIndex(int index) {
        return index >= 0 && index < size;
    }

    /**
     * 返回指定位置的結(jié)點元素(重點)
     */
    Node<E> node(int index) {
        // assert isElementIndex(index);
        // 判斷index位置是在鏈表的前半部分還是后半部分
        if (index < (size >> 1)) {
            // 從頭結(jié)點開始,從前往后遍歷找到對應(yīng)位置的結(jié)點元素
            Node<E> x = first;
            for (int i = 0; i < index; i++)
                x = x.next;
            return x;
        } else {
            // 從尾結(jié)點開始,從后往前遍歷找到對應(yīng)位置的結(jié)點元素
            Node<E> x = last;
            for (int i = size - 1; i > index; i--)
                x = x.prev;
            return x;
        }
    }
  • 修改元素:LinkedList提供了一種修改元素數(shù)據(jù)的方法set(int index, E element),修改元素數(shù)據(jù)的步驟是:1.檢查index索引是否合法[0,size)。2.折半查詢獲取對應(yīng)索引元素。3.將新元素賦值,返回舊元素。由獲取元素的分析可知,折半查詢的時間復(fù)雜度為O(n),故修改元素數(shù)據(jù)的時間復(fù)雜度為O(n)。

示例代碼:

    /**
     * 修改指定位置結(jié)點的存儲數(shù)據(jù)
     *
     * @param index 指定位置
     * @param element 修改的存儲數(shù)據(jù)
     * @return 返回未修改前的存儲數(shù)據(jù)
     * @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc}
     */
    public E set(int index, E element) {
        // 檢查index下標(biāo)是否合法[0,size)
        checkElementIndex(index);
        // 折半查詢獲取對應(yīng)索引元素
        Node<E> x = node(index);
        // 將新元素賦值,返回舊元素
        E oldVal = x.item;
        x.item = element;
        return oldVal;
    }
  • 新增元素:LinkedList提供了四種新增元素的方法,分別是:
  1. 將指定元素插入到鏈表的第一個位置中addFirst(E e),只需將頭結(jié)點first指向新元素結(jié)點,將原第一結(jié)點的前驅(qū)指針指向新元素結(jié)點即可。不需要移動原數(shù)據(jù)存儲位置,只需交換一下相關(guān)結(jié)點的指針域信息即可。所以時間復(fù)雜度為O(1)。

  2. 將指定元素插入到鏈表的最后一個位置中addLast(E e),只需將尾結(jié)點last指向新元素結(jié)點,將原最后一個結(jié)點的后繼指針指向新元素結(jié)點即可。不需要移動原數(shù)據(jù)存儲位置,只需交換一下相關(guān)結(jié)點的指針域信息即可。所以時間復(fù)雜度也為O(1)。

  3. 添加元素方法add(E e) 等價于addLast(E e)。

  4. 將指定元素插入到鏈表的指定位置index中add(int index, E element),需要先根據(jù)位置index調(diào)用node(index)遍歷鏈表獲取該位置的原結(jié)點,然后將新結(jié)點插入至原該位置結(jié)點的前面,不需要移動原數(shù)據(jù)存儲位置,只需交換一下相關(guān)結(jié)點的指針域信息即可。所以時間復(fù)雜度也為O(1)。

  • 綜上所述,LinkedList新增元素的時間復(fù)雜度為O(1),單純論插入新元素,操作是非常高效的,特別是插入至頭部或插入到尾部。但如果是通過索引index的方式插入,插入的位置越靠近鏈表中間所費時間越長,因為需要對鏈表進行遍歷查找。
添加元素結(jié)點示意圖,圖片來自《大話數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》

示例代碼:


    /**
     * 將指定元素插入到鏈表的第一個位置中
     *
     * @param e 要插入的元素
     */
    public void addFirst(E e) {
        linkFirst(e);
    }

    /**
     * 將元素e作為第一個元素
     */
    private void linkFirst(E e) {
        // 獲取原頭結(jié)點
        final Node<E> f = first;
        // 初始化新元素結(jié)點
        final Node<E> newNode = new Node<>(null, e, f);
        // 頭指針指向新元素結(jié)點
        first = newNode;
        // 如果是第一個元素(鏈表為空)
        if (f == null)
            // 將尾指針也指向新元素結(jié)點
            last = newNode;
        else // 鏈表不會空
            // 原頭結(jié)點的前驅(qū)指針指向新結(jié)點
            f.prev = newNode;
        // 記錄鏈表長度的size + 1
        size++;
        modCount++;
    }

    /**
     * 將指定元素插入到鏈表的最后一個位置中
     *
     * <p>此方法等同與add(E e)方法 {@link #add}.
     *
     * @param e 要插入的元素
     */
    public void addLast(E e) {
        linkLast(e);
    }

    /**
     * 將指定元素插入到鏈表的最后一個位置中
     *
     * <p>此方法等同與addLast(E e)方法  {@link #addLast}.
     *
     * @param e 要插入的元素
     * @return {@code true} (as specified by {@link Collection#add})
     */
    public boolean add(E e) {
        linkLast(e);
        return true;
    }

    /**
     * 將元素e作為最后一個元素
     */
    void linkLast(E e) {
        // 獲取原尾結(jié)點
        final Node<E> l = last;
        // 初始化新元素結(jié)點
        final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
        // 位指針指向新元素結(jié)點
        last = newNode;
        // 如果是第一個元素(鏈表為空)
        if (l == null)
            // 將頭指針也指向新元素結(jié)點
            first = newNode;
        else // 鏈表不會空
            // 原尾結(jié)點的后繼指針指向新結(jié)點
            l.next = newNode;
        // 記錄鏈表長度的size + 1
        size++;
        modCount++;
    }

    /**
     * 將指定元素插入到鏈表的指定位置index中
     *
     * @param index 元素要插入的位置index
     * @param element 要插入的元素
     * @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc}
     */
    public void add(int index, E element) {
        // 檢查插入位置是否合法[0,size]
        checkPositionIndex(index);
        // 如果插入的位置和當(dāng)前鏈表長度相等,則直接將元素插入至鏈表的尾部
        if (index == size)
            // 將元素插入至鏈表的尾部
            linkLast(element);
        else
            //將元素插入至指定位置,node(index)先獲取占有該index位置的原結(jié)點
            linkBefore(element, node(index));
    }

    /**
     * 檢查位置是否合法
     */
    private void checkPositionIndex(int index) {
        if (!isPositionIndex(index))
            throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
    }

    /**
     * 檢查位置是否合法
     */
    private boolean isPositionIndex(int index) {
        //合法位置為[0,size]
        return index >= 0 && index <= size;
    }

    /**
     * 將新元素e插入至舊元素succ前面
     */
    void linkBefore(E e, Node<E> succ) {
        // assert succ != null;
        // 記錄舊元素結(jié)點succ的前驅(qū)指針
        final Node<E> pred = succ.prev;
        // 初始化新元素結(jié)點
        final Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, succ);
        // 舊元素結(jié)點的前驅(qū)指針指向新元素結(jié)點(即新元素結(jié)點放至在舊元素結(jié)點的前面,取代了原本舊元素的位置)
        succ.prev = newNode;
        // 如果舊元素結(jié)點的前驅(qū)指針為空,則證明舊元素結(jié)點是頭結(jié)點,
        // 將新元素結(jié)點插入至舊元素結(jié)點前面,所以現(xiàn)時新的頭結(jié)點是新元素結(jié)點
        if (pred == null)
            first = newNode;
        else //不是插入至頭部
            // 舊元素的前驅(qū)結(jié)點的后繼指針指向新元素結(jié)點
            pred.next = newNode;
        // 記錄鏈表長度的size + 1
        size++;
        modCount++;
    }

  • 刪除元素:LinkedList提供了四種刪除元素的方法,分別是:
  1. 刪除鏈表中的第一個元素removeFirst(),只需將頭結(jié)點first指向刪除元素結(jié)點的后繼結(jié)點并將其前驅(qū)結(jié)點指針信息prev清空即可。不需要移動原數(shù)據(jù)存儲位置,只需操作相關(guān)結(jié)點的指針域信息即可。所以時間復(fù)雜度為O(1)。

  2. 刪除鏈表中的最后一個元素removeLast(),只需將尾結(jié)點last指向刪除元素結(jié)點的前驅(qū)結(jié)點并將其后繼結(jié)點指針信息next清空即可。不需要移動原數(shù)據(jù)存儲位置,只需操作相關(guān)結(jié)點的指針域信息即可,所以時間復(fù)雜度也為O(1)。

  3. 將指定位置index的元素刪除remove(int index),需要先根據(jù)位置index調(diào)用node(index)遍歷鏈表獲取該位置的原結(jié)點,然后將刪除元素結(jié)點的前驅(qū)結(jié)點的next后繼結(jié)點指針域指向刪除元素結(jié)點的后繼結(jié)點node.prev.next = node.next,刪除元素結(jié)點的后繼結(jié)點的prev前驅(qū)結(jié)點指針域指向刪除元素結(jié)點的前驅(qū)結(jié)點即可node.next.prev = node.prev(此處可能有些繞,不太理解的同學(xué)自行學(xué)習(xí)一下雙向鏈表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)吧),不需要移動原數(shù)據(jù)存儲位置,只需交換一下相關(guān)結(jié)點的指針域信息即可。所以時間復(fù)雜度也為O(1)。

刪除元素結(jié)點示意圖,圖片來自《大話數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》
  1. 刪除傳入的Object o指定對象,比較對象是否一致通過o.equals方法比較remove(Object o),和3.的思路基本差不多,關(guān)鍵是比較對象是通過o.equals方法,記住這點即可。
  • 綜上所述,LinkedList刪除元素的時間復(fù)雜度為O(1),單純論刪除元素,操作是非常高效的,特別是刪除第一個結(jié)點或刪除最后一個結(jié)點。但如果是通過索引index的方式或者object對象的方式刪除,則需要對鏈表進行遍歷查找對應(yīng)index索引的對象或者利用equals方法判斷對象。

示例代碼:


    /**
     * 刪除鏈表中的第一個元素并返回
     *
     * @return 鏈表中的第一個元素
     * @throws NoSuchElementException if this list is empty
     */
    public E removeFirst() {
        //根據(jù)頭結(jié)點獲取第一個元素結(jié)點
        final Node<E> f = first;
        if (f == null) // 沒有元素結(jié)點則拋出異常
            throw new NoSuchElementException();
        return unlinkFirst(f);
    }

    /**
     * 移除第一個元素
     */
    private E unlinkFirst(Node<E> f) {
        // assert f == first && f != null;
        // 記錄要移除元素結(jié)點的數(shù)據(jù)域
        final E element = f.item;
        // 記錄要移除元素結(jié)點的后繼結(jié)點指針
        final Node<E> next = f.next;
        // 清空要刪除結(jié)點的數(shù)據(jù)域和next指針域信息,以幫助垃圾回收
        f.item = null;
        f.next = null; // help GC
        // 頭結(jié)點指向要移除元素結(jié)點的后繼結(jié)點
        first = next;
        // 如果要移除元素結(jié)點的后繼結(jié)點為空,則證明鏈表只有一個元素
        // 所以需要將尾結(jié)點的指針信息也要清空
        if (next == null)
            last = null;
        else
            // 將新的第一個結(jié)點的前驅(qū)結(jié)點指針信息清空
            next.prev = null;
        // 記錄鏈表長度的size - 1
        size--;
        modCount++;
        // 返回移除元素結(jié)點的數(shù)據(jù)域
        return element;
    }

    /**
     * 刪除鏈表中的最后一個元素并返回
     *
     * @return 鏈表中的最后一個元素
     * @throws NoSuchElementException if this list is empty
     */
    public E removeLast() {
        // 根據(jù)尾結(jié)點獲取最后一個元素結(jié)點
        final Node<E> l = last;
        if (l == null)// 沒有元素結(jié)點則拋出異常
            throw new NoSuchElementException();
        return unlinkLast(l);
    }



    /**
     * 移除最后一個元素
     */
    private E unlinkLast(Node<E> l) {
        // assert l == last && l != null;
        // 記錄要移除元素結(jié)點的數(shù)據(jù)域
        final E element = l.item;
        // 記錄要移除元素結(jié)點的前驅(qū)結(jié)點指針
        final Node<E> prev = l.prev;
        // 清空要刪除結(jié)點的數(shù)據(jù)域和prev指針域信息,以幫助垃圾回收
        l.item = null;
        l.prev = null; // help GC
        // 頭結(jié)點指向要移除元素結(jié)點的前驅(qū)結(jié)點
        last = prev;
        // 如果要移除元素結(jié)點的前驅(qū)結(jié)點為空,則證明鏈表只有一個元素
        // 所以需要將頭結(jié)點的指針信息也要清空
        if (prev == null)
            first = null;
        else
            // 將新的最后一個結(jié)點的后繼結(jié)點指針信息清空
            prev.next = null;
        // 記錄鏈表長度的size - 1
        size--;
        modCount++;
        // 返回移除元素結(jié)點的數(shù)據(jù)域
        return element;
    }

    /**
     * 將指定位置index的元素刪除
     *
     * @param index 要刪除的位置index
     * @return 要刪除位置的原元素
     * @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc}
     */
    public E remove(int index) {
        // 檢查index下標(biāo)是否合法[0,size)
        checkElementIndex(index);
        // 根據(jù)index進行遍歷鏈表獲取要刪除的結(jié)點,再調(diào)用unlink方法進行刪除
        return unlink(node(index));
    }

    /**
     * 刪除傳入的Object o指定對象,比較對象是否一致通過o.equals方法比較
     * @param o 要刪除的Object o指定對象
     * @return {@code true} 是否存在要刪除對象o
     */
    public boolean remove(Object o) {
        // 如果刪除對象為null,則遍歷鏈表查找node.item數(shù)據(jù)域為null的結(jié)點并移除
        if (o == null) {
            for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
                if (x.item == null) {
                    unlink(x);
                    return true;
                }
            }
        } else {
            // 從頭開始遍歷鏈表,并通過equals方法逐一比較node.item是否相等 
            // 相等則對象一致,刪除此對象。
            for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
                if (o.equals(x.item)) {
                    unlink(x);
                    return true;
                }
            }
        }
        return false;
    }



    /**
     * 移除指定結(jié)點x
     */
    E unlink(Node<E> x) {
        // assert x != null;
        // 記錄要移除元素結(jié)點的數(shù)據(jù)域
        final E element = x.item;
        // 記錄要移除元素結(jié)點的后繼結(jié)點指針
        final Node<E> next = x.next;
        // 記錄要移除元素結(jié)點的前驅(qū)結(jié)點指針
        final Node<E> prev = x.prev;

        // 如果要移除元素結(jié)點的前驅(qū)結(jié)點為空,則證明要刪除結(jié)點為第一個結(jié)點
        if (prev == null) {
            // 頭結(jié)點指向要刪除元素結(jié)點的后繼結(jié)點
            first = next;
        } else {
            // 要刪除元素結(jié)點的前驅(qū)結(jié)點的后繼指針指向要刪除元素結(jié)點的后繼結(jié)點
            prev.next = next;
            // 清空要刪除結(jié)點的前驅(qū)結(jié)點指針信息,以幫助GC
            x.prev = null;
        }
        // 如果要移除元素結(jié)點的后繼結(jié)點為空,則證明要刪除結(jié)點為最后一個結(jié)點
        if (next == null) {
            // 尾結(jié)點指向要刪除元素結(jié)點的前驅(qū)結(jié)點
            last = prev;
        } else {
            // 要刪除元素結(jié)點的后繼結(jié)點的前驅(qū)指針指向要刪除元素結(jié)點的前驅(qū)結(jié)點
            next.prev = prev;
            // 清空要刪除結(jié)點的后繼結(jié)點指針信息,以幫助GC
            x.next = null;
        }
        // 清空要刪除元素的數(shù)據(jù)域,以幫助GC
        x.item = null;
        // 記錄鏈表長度的size - 1
        size--;
        modCount++;
        // 返回移除元素結(jié)點的數(shù)據(jù)域
        return element;
    }

3.

問:那您可以比較一下ArrayList和LinkedList嗎?

答:

  1. LinkedList內(nèi)部存儲的是Node<E>,不僅要維護數(shù)據(jù)域,還要維護prevnext,如果LinkedList中的結(jié)點特別多,則LinkedList比ArrayList更占內(nèi)存。

  2. 插入刪除操作效率:

  • LinkedList在做插入和刪除操作時,插入或刪除頭部或尾部時是高效的,操作越靠近中間位置的元素時,需要遍歷查找,速度相對慢一些,如果在數(shù)據(jù)量較大時,每次插入或刪除時遍歷查找比較費時。所以LinkedList插入與刪除,慢在遍歷查找,快在只需要更改相關(guān)結(jié)點的引用地址。
  • ArrayList在做插入和刪除操作時,插入或刪除尾部時也一樣是高效的,操作其他位置,則需要批量移動元素,所以ArrayList插入與刪除,快在遍歷查找,慢在需要批量移動元素。
  1. 循環(huán)遍歷效率:
  • 由于ArrayList實現(xiàn)了RandomAccess隨機訪問接口,所以使用for(int i = 0; i < size; i++)遍歷會比使用Iterator迭代器來遍歷快:
for (int i=0, n=list.size(); i < n; i++) {     
    list.get(i);
}

runs faster than this loop:
for (Iterator i=list.iterator(); i.hasNext(); ) { 
   i.next();
}
  • 而由于LinkedList未實現(xiàn)RandomAccess接口,所以推薦使用Iterator迭代器來遍歷數(shù)據(jù)。
  1. 因此,如果我們需要頻繁在列表的中部改變插入或刪除元素時,建議使用LinkedList,否則,建議使用ArrayList,因為ArrayList遍歷查找元素較快,并且只需存儲元素的數(shù)據(jù)域,不需要額外記錄其他數(shù)據(jù)的位置信息,可以節(jié)省內(nèi)存空間。

4.

問:LinkedList是線程安全的嗎?

答:LinkedList不是線程安全的,如果多個線程同時對同一個LinkedList更改數(shù)據(jù)的話,會導(dǎo)致數(shù)據(jù)不一致或者數(shù)據(jù)污染。如果出現(xiàn)線程不安全的操作時,LinkedList會盡可能的拋出ConcurrentModificationException防止數(shù)據(jù)異常,當(dāng)我們在對一個LinkedList進行遍歷時,在遍歷期間,我們是不能對LinkedList進行添加,刪除等更改數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的操作的,否則也會拋出ConcurrentModificationException異常,此為fail-fast(快速失?。C制。從源碼上分析,我們在add,remove等更改LinkedList數(shù)據(jù)時,都會導(dǎo)致modCount的改變,當(dāng)expectedModCount != modCount時,則拋出ConcurrentModificationException。如果想要線程安全,可以考慮調(diào)用Collections.synchronizedCollection(Collection<T> c)方法。

示例代碼:


    private class ListItr implements ListIterator<E> {
        private Node<E> lastReturned;
        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++;
        }

        public void forEachRemaining(Consumer<? super E> action) {
            Objects.requireNonNull(action);
            while (modCount == expectedModCount && nextIndex < size) {
                action.accept(next.item);
                lastReturned = next;
                next = next.next;
                nextIndex++;
            }
            checkForComodification();
        }

        final void checkForComodification() {
            if (modCount != expectedModCount)
                throw new ConcurrentModificationException();
        }
    }

總結(jié)

  • LinkedList的結(jié)論已在第三個問題中展現(xiàn)了一部分了,所以不再重復(fù)說明了,我以面試問答的形式和大家一同學(xué)習(xí)了LinkedList,由于沒有時間畫圖,可能此次沒有ArrayList說的那么清楚,如果大家有看不懂的地方,請自行看一下關(guān)于鏈表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)吧。如果此文對你有幫助,麻煩點個喜歡,謝謝各位。
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