在常量时间内连接两个java.util.LinkedList

时间:2016-07-11 09:54:01

标签: java collections linked-list

我正在编写一些非常热门的代码,我需要将一个LinkedListl1)的元素添加到另一个LinkedList({{1} })。

无法使用l2方法,因为它使用addAll(Collection)来迭代整个Iterator

在我看来,应该可以将Collection的{​​{1}}设置为指向Node的第一个l1。但是我找不到合适的方法吗?我是否需要自己的Node实现来实现这一目标?

3 个答案:

答案 0 :(得分:5)

根据评论,目标是在连接列表上创建类似“视图”的内容 - 这意味着数据应该被复制。相反,给定的列表应该“显示”为单个列表。

如何实现这一点的一种方法是扩展AbstractListget(int)size()的实施相当简单。关键点是为连接列表创建Iterator。以下是关于如何实现这一目标的非常简单草图(但请参阅下面的注释)

import java.util.AbstractList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Collections;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;

public class MergedListTest
{
    public static void main(String[] args)
    {
        testBasic();
        testEmptyA();
        testEmptyB();
    }

    private static void testBasic()
    {
        List<Integer> list0 = Arrays.asList(0,1,2);
        List<Integer> list1 = Arrays.asList(3,4,5);
        List<Integer> expected = Arrays.asList(0,1,2,3,4,5);
        List<Integer> actual = new MergedList<Integer>(list0, list1);
        System.out.println(actual.equals(expected));
    }

    private static void testEmptyA()
    {
        List<Integer> list0 = Collections.emptyList();
        List<Integer> list1 = Arrays.asList(3,4,5);
        List<Integer> expected = Arrays.asList(3,4,5);
        List<Integer> actual = new MergedList<Integer>(list0, list1);
        System.out.println(actual.equals(expected));
    }

    private static void testEmptyB()
    {
        List<Integer> list0 = Arrays.asList(0,1,2);
        List<Integer> list1 = Collections.emptyList();
        List<Integer> expected = Arrays.asList(0,1,2);
        List<Integer> actual = new MergedList<Integer>(list0, list1);
        System.out.println(actual.equals(expected));
    }

}


class MergedList<T> extends AbstractList<T>
{
    private final List<T> list0;
    private final List<T> list1;

    MergedList(List<T> list0, List<T> list1)
    {
        this.list0 = list0;
        this.list1 = list1;
    }

    @Override
    public T get(int index)
    {
        if (index < list0.size())
        {
            return list0.get(index);
        }
        return list1.get(index - list0.size());
    }

    @Override
    public Iterator<T> iterator()
    {
        return new Iterator<T>() 
        {
            private Iterator<T> current = list0.iterator();
            private boolean first = true;

            @Override
            public boolean hasNext() 
            {
                return current != null && current.hasNext();
            }

            @Override
            public T next() 
            {
                T result = current.next();
                if (!current.hasNext())
                {
                    if (first)
                    {
                        current = list1.iterator();
                    }
                    else
                    {
                        current = null;
                    }
                }
                return result;
            }
        };
    }

    @Override
    public int size()
    {
        return list0.size() + list1.size();
    }
}

从概念上讲,从AbstractSequentialList继承会更有意义:AbstractList提供存根实现,例如最终委托给iterator()的{​​{1}},而get(int)提供“对立”存根实现,例如最终委托给AbstractSequentialList的{​​{1}}。但是,这需要get(int)实现,这比上面的简单草图更加繁琐。

另请注意,我假设生成的视图应该不可修改 - 但这应该与给定的描述一致。

最后,请注意,(当然)已经实现了此类和类似任务,并且这些实现可能比上面概述的更复杂。例如,Google Guava提供了不同的Iterators#concat方法,允许您连接多个迭代器。因此,如果您已经在使用Guava,那么上面iterator()方法的实现可以归结为

ListIterator<T>

答案 1 :(得分:2)

标准库似乎不支持所需的功能。但是,您可以使用反射在合并链接列表时实现恒定时间。 我没有正确测试以下代码,只是为了说明如何实现:

public class ListConcatenation {

public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException, ClassNotFoundException {
    LinkedList<String> list1 = new LinkedList<>();
    list1.add("a");
    list1.add("b");
    list1.add("c");

    LinkedList<String> list2 = new LinkedList<>();
    list2.add("d");
    list2.add("e");
    list2.add("f");

    System.out.println(merge(list1, list2));
}

public static List<String> merge(List<String> list1, List<String> list2) throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException, ClassNotFoundException {
    Field first = getDeclaredField(LinkedList.class, "first");
    Field last = getDeclaredField(LinkedList.class, "last");
    Field size = getDeclaredField(LinkedList.class, "size");

    Class<?> nodeClass = Class.forName("java.util.LinkedList$Node");
    Field next = nodeClass.getDeclaredField("next");
    next.setAccessible(true);

    Object list1Last = last.get(list1);
    Object list2First = first.get(list2);
    Object list2Last = last.get(list2);

    // link the last element of list1 with the first element of list2
    next.set(list1Last, list2First);
    // set last element of list1 equal to the last element of list2
    last.set(list1, list2Last);
    // update list1 size
    size.set(list1, list1.size() + list2.size());

    return list1;
}

private static Field getDeclaredField(Class<?> clazz, String name) throws NoSuchFieldException {
    Field field = clazz.getDeclaredField(name);
    field.setAccessible(true);
    return field;
}

}

答案 2 :(得分:2)

没有。您不能在常量时间O(1)中添加两个java.util.LinkedList来输出另一个{。}。

从概念上讲,您确实可以在恒定时间O(1)中将两个链接列表数据结构一起添加,但它们需要以正确的方式实现。正如您所提到的,实现应该通过将最后一个节点连接到第一个节点来组合两个列表,而不是遍历任何一个列表。