title: '数据结构——链表List、ArrayList、LinkedList ’
date: 2019-11-16 10:42:41
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链表

抽象数据类型ADT

是带有一组操作的一些对象的集合

一种特别的抽象类型——表ADT

什么是一个表呢？

最简单的一个整数表 -> 由一群整数构成的一个数组，可以看做是一张表

//表的简单数组实现
int[] arr = new int[10];
...
//对一个表的扩容
int[] newArr = new int[arr.length*2];
for(int i=0;i<arr.length;i++){
    newArr[i] = arr[i];
}
arr =newArr;

数组的实现是线性执行的，对其中的查找操作也是常数时间，但是插入和删除却潜藏着昂贵的开销。两种情况最坏的情况都是O(N)

简单链表

于是为了避免插入和删除的开销就有了，链表的出现。链表是由一个个节点组成的，并且不限制需要存储在一段连续的内存中。

节点

每一个节点均含有一个表元素、一个包含了后继节点的链Link。

//链表节点
LinkNode class{
    Object var;
    LinkNode next;
}

对于链表中节点的删除与插入，只需要常数时间。

首先找到要删除的节点位置或者要插入的节点位置

删除该节点的前一个节点，指向该节点的后继节点就可以了

插入找到插入节点的前一个节点，将前一个节点的后继节点用该节点指向，将前一个节点指向该节点

双链表

对于单链表的不足之处在于，对尾节点的删除，需要先找到最后节点的项，把他改为next链改为null，然后再更新持有最后节点的链。但是在经典链表中，每个节点均存储的是下一个节点，并不提供最后一个节点的前驱节点的任何信息。

单链表的删除需要靠辅助节点，而双向链表则可以直接删除

对于此，就想到了双向链表，让每一个节点持有一个指向它在表中的前驱节点的链。

JAVA中 Collections API中的表

集合的概念在java中用Collection接口来抽象，它存储一组类型相同的对象

//源码参考
public interface Collection<E> extends Iterable<E> {
 	int size();
     boolean isEmpty();
    boolean contains(Object o);
    Iterator<E> iterator(); //该方法继承于Iterable接口内的Iterator方法
    boolean add(E e);
    boolean remove(Object o);
}

Collection接口对Iterator接口进行了扩展，实现Iterator接口中那些类拥有增强的for循环。

//Iterator接口
public interface Iterator<E> {
    boolean hasNext(); 
    E next();
    default void remove() {
        throw new UnsupportedOperationException("remove");
    }
    default void forEachRemaining(Consumer<? super E> action) {
        Objects.requireNonNull(action);
        while (hasNext())
            action.accept(next());
    }
}

List接口、ArrayList类、LinkedList类

List接口既是表的抽象，他继承了Collection

public interface List<E> extends Collection<E> {
     int size();
    boolean isEmpty();
    boolean contains(Object o);
    Iterator<E> iterator(); 
    Object[] toArray();

    
    E get(int index);
    E set(int index, E element);
    void add(int index, E element);
    E remove(int index);
    
    / ** 
        *从列表中的指定位置开始，以正确的
        *顺序返回列表中元素的列表迭代器。
        *指定的索引表示首次调用{@link ListIterator＃next next}将返回的第一个元素。 
        *初次调用{@link ListIterator＃previous previous}将
        *返回具有指定索引减一的元素。 
        * * @param index从列表迭代器返回的第一个元素的索引（通过调用{@link ListIterator＃next next}）
        * @在此列表中的元素上返回列表迭代器（按适当的顺序） ，从列表中的指定位置开始
        * @throws IndexOutOfBoundsException如果索引超出范围
        *（{@code index <0 || index> size（）}）* /
    ListIterator<E> listIterator(int index);

ArrayList和LinkedList是对List的两种实现

ArrayList 单链表

是一种可增长的数组实现
优点在于，对get和set的调用花费常数时间
缺点是add和remove的代价昂贵

ArrayList的实现与分析

LinkedList 双链表

是一种双链表的实现
优点在于，add和remove的开销小
并且提供了addFirst、removeFirst、addLast、removeLast、getFirst、getLast等方法
缺点则是他不容易进行索引，对get的调用则是昂贵的

未完待续。。。

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