009 Java集合浅析4

前面一篇教程中，我们分析了List派别中的最常见也最重要的一个类ArrayList<E>。从我们的分析来看，ArrayList作为动态数组的模拟，使用的是连续内存空间来存储数据，带来了可随机访问数据元素便利的同时，也有着插入和删除效率低下的缺点。针对插入和删除操作频度较高的场合，我们应该考虑使用LinkedList<E>集合。

LinkedList<E>对应的基础数据结构是链表，意味着用来存储元素的内存空间不必是连续的，元素不是存储在相邻的空间。本篇教程我们就来看看LinkedList<E>的庐山面目。首先，该类的层次结构图：

可以看到，LinkedList与ArrayList最大的变化有二：一是LinkedList多实现了一个Deque接口；二是LinkedList并不是AbstractList的直接子类，它们中间还有一个AbstractSequentialList类。

我们首先来看一眼Deque<E>的类层次结构：

可以看到这个接口组的继承结构是非常简单的，Queue接口对应的是单端队列，Deque接口对应的是双端队列。既然LinkedList实现了Deque接口，也就意味着LinkedList完全可以当作Deque来使用。至于AbstractSequentialList的引入仅仅是为了代码复用，所以具有顺序访问特性的列表集合实现类只需继承本类就可以节省多个方法的重复实现代码逻辑。当然，如果是具有随机访问特性的列表集合类，是不能继承此类的。

前面说过，ArrayList<E>模拟的是我们基础数据结构中的链表，我们学习的教科书上关于链表都是使用的C/C++中的指针来实现的，但是Java语言的语法中是没有指针，那么Java中是如何来实现链表的呢？我们来看一下源码就清楚了。首先，看一下ArrayList<E>中用来模拟节点的内部类Node<E>：

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;

}

}

可以看到，Java语法中的引用充当了C/C++语言中指针的角色。

最后，来看看LinkedList<E>源码有哪些值得关注的地方：

public class LinkedList<E>

extends AbstractSequentialList<E>

implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable

{

transient int size = 0;

transient Node<E> first;

transient Node<E> last;

}

第一点：类的三个主要成员都使用了transient修饰符，但类又实现了Serializable接口，原理我在上一篇教程中已经详细讲解过，这里就不重复了。第二点：类中实现自Deque<E>接口的所有方法都是在JDK1.6才加入的，如果使用老版本的JDK需要注意方法的可使用性。第三点：ArrayList和LinkedList都可以正确地处理null。

通过这篇和上一篇教程的分析，我们已经能很好地掌握它们之间的区别，包括它们各自的优缺点和适用场合。我通过一个简单图表总结如下：

在今后的集合容器的选择过程中，需要考虑使用场景的特点：是访问和修改操作频率高还是插入和删除操作高，选择最好的集合类型。

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