为什么 LinkedList 不公开它的 Node 类？

Question

如果我从头开始开发链表，我可以在我的业务实体类中存储指向 Node 对象的指针并实现常量 O(1) remove 和 insertAfter操作。在 java 标准库实现中，它们是 O(n)，在处理大型数据集时可能会有很大差异。

他们为什么不直接公开 Node 类并在其中封装一些细节仍然使类本身（可能通过接口）可访问？这将使 LinkedList 更加灵活。

我们在 Apache Commons 或 Guava 中有类似 FlexibleLinkedList 的东西吗？

Answer 1

ListIterator

他们为什么不直接公开 Node 类并在其中封装一些细节仍然使类本身（可能通过接口）可访问？

没有必要。

他们为什么不直接公开 Node 类并在其中封装一些细节仍然使类本身（可能通过接口）可访问？这将使 LinkedList 更加灵活。

已经存在了。

如果您想获得基于节点的操作的好处，例如：

• 根据当前节点给我下一项
• 删除我已有的节点，不定位它
• 在我已经拥有的节点之后插入一些内容

您只需使用list.listIterator() 返回的ListIterator。此方法由所有Lists 提供。

该类封装了迭代中知道当前节点的逻辑，并提供了直接使用Nodes的高效操作方法，例如：

• add - 元素被插入到 next() 返回的元素之前
• set - 将next() 或previous() 返回的最后一个元素替换为指定元素
• remove - 从列表中删除 next() 或 previous() 返回的最后一个元素

同时提供使用next() 和previous() 控制迭代的方法。

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示例

例如，您可以每隔一秒更改一次元素：

LinkedList<Integer> values = new LinkedList<>(List.of(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10));

int i = 0;
ListIterator<Integer> iter = values.listIterator();
while (iter.hasNext()) {
    iter.next();

    if (i % 2 == 0) {
        iter.set(100);
    }

    i++;
}

导致

[100, 2, 100, 4, 100, 6, 100, 8, 100, 10]

而且这段代码运行在O(n)，它确实不需要每次都需要重新定位节点。与

的坏等价物相反

for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
    if (i % 2 == 0) {
        list.set(i, 100);
    }
}

由于您所说的原因，它在O(n^2) 中运行。

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隐藏Node的好处

一般来说，封装和隐藏你的私人内部运作要好得多。用户不应打扰 LinkedList 如何在幕后工作。

此外，如果它会暴露 Node，用户可以偷偷地编辑它们，整个列表就会变得疯狂。

例如一个用户可以然后做

Node a = list.getNodeAtIndex(3);   
Node b = a.next;
Node c = b.next;

// Remove b
a.next = c;
c.previous = a;

无需同时调整列表的size。所以list.size() 现在会返回错误的数字，可能会导致迭代期间崩溃。

或者你也可以引入一个危险的循环：

a.next = b;
b.next = a;

或者忘记设置previous，导致向后迭代时不同的列表：

a.next = c;
c.previous = b;

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ListIterator 确保此类事情不会发生，同时提供相同的功能。因此，它不是直接向用户公开节点，而是仅公开所需的功能，以它可以完全控制的方法的形式。