100行代码手写模拟一个LinkedList

前言:

    首先先说一下昨天的模拟ArrayList中的remove()方法,昨晚思考了一下,那么实现不太好,所以又想了一个新的算法,具体如下,假如现在需要remove的index是2,那么就从index+1位置到数组最后的size开始循环,依次把下一个值赋给上一个,比如说4赋值给3的位置,5到4的位置依次进行,这样3就被移除了。代码如下:

一、LinkedList、ArrayList

    

         查询       添加        删除    实现原理
ArrayList     效率高    效率低      效率低       数组
LinkedList     效率低    效率高     效率高       链表

二、LinkedList的实现

    在JDK中LinkedList的实现是基于双向循环列表,学过数据结构我们就知道链表的特点,在进行查询的时候它不能向数组一样,直接根据下标index来取值,而是需要从第一个节点到index节点遍历,因此查询效率是极其低下的。

    进行插入的时候,ArrayList如果不需要扩容那效率没什么问题,但是如果要扩容的话,那首先会创建一个新的数组,然后把原来的数据复制到新数组中去,这样数据量大的话,效率是很低下的。而LinkedList是基于双向链表的实现,我们知道双向链表的头节点(Header)是直接可以指到最后的节点的,这样在添加的时候,只需要在最后一个节点后面再加一个节点(新值)就可以了,所以LinkedList的添加效率极快。

    ArrayList循环删除元素的时候,从后往前遍历来进行删除(效率比从前往后要高),对比前言里面的图大家体会下,总体来说ArrayList的删除元素很慢。

    LinkedList删除元素的时候,从前和从后的效率都很快,因为Header可以指向最后同时也是最前的节点,反而是删除中间比较慢,但即使是这样,综合来说LinkedList的效率也要比ArrayList高的多。因为LinkedList最坏的结果也就是循环到中间,而ArrayList最坏是要循环除第一个节点外的其他节点。

三、使用单向链表模拟LinkedList

    使用单向链表来模拟LinkedList时,我们的准备工作当然是要创建一个节点Node对象。需要设置一个Object类型的value值,另一个是指向下一个节点的指针,但是Java中没有指针这个概念,怎么办呢?我们采用引用来解决,定义一个Node类型的引用用来指向下一个节点。代码如下:截图省略了setter、getter方法。

        

    接下来的工作就是使用链表实现了,在链表中由于我们使用的是单向的链表,因此只需要定义size(长度)和Node head(头节点),接下来我们来看下add方法

    

    解释一下:在添加的时候,首先判断添加的节点是不是头节点,如果是说明是第一个节点,就直接把node设置为head。如果不是第一个节点,那么我们就把它设置到接下来的节点,需要注意的是temp保留的是头节点的值,相当于从头节点开始寻找不为空的节点,然后设置进去。如果temp的下一个节点是空节点那么表示是最后一个节点,因为在单向链表中最后节点没有下一个节点了,这时就直接把node设置进去。

    接下来是set() 方法,分析一下,在设置值的时候从0开始到index位置进行循环,循环后便找到了index,接着把value直接赋给这个节点。

    

而get() 的时候和set原理基本一致,只是将找到的值返给用户。

    

clear()就不多做解释了直接将Head赋值为空,size为0就可以

重点看下remove

 解释:如果要移除的是第一个节点,那么将第一个节点指向下一个节点,也就相当于head这个引用指向下一个节点,不指向第一个节点,也就代表第一个节点不存在了,因为没引用了。

  如果删除的不是第一个节点,那么就从head开始遍历到index-1,也就是要删除元素的上一个元素,然后将index-1位置的节点和index+1位置的节点连接起来,之后size--就好。还是画个图解释下如果现在要删除是3这个节点。所以你需要把2的位置和4连接起来对吧,因此就是2位置的下一个的下一个。

四、测试

    

五、总结

    有时候从实现上去比较他们之前的原理会更便于理解。

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