LinkedList源码分析

简介

底层的数据结构为双向链表

LinkedList 优缺点

• 优点

• 插入和删除时只需要添加或删除前后对象的引用，插入较快

• 缺点：

• 在内存中存储不连续，只能通过遍历查询，效率相对较低
• 占内存 双向指针
• 线程不安全 并没有什么保护措施

链表不存在容量不足的问题
LinkedList实现java.io.Serializable的方式。当写入到输出流时，先写入“容量”，再依次写出“每一个元素”；当读出输入流时，先读取“容量”，再依次读取“每一个元素”。
LinkdedList的克隆函数，即是将全部元素克隆到一个新的LinkedList中。
LinkedList可以作为FIFO（先进先出）的队列
LinkedList可以作为LIFO（后进先出）的栈

两种构造方法

transient int size = 0;

transient Node<E> last;

transient Node<E> first;

//无参构造
public LinkedList() {
    }
// 不能设置长度 
// 数组构造
public LinkedList(Collection<? extends E> c) {
        this();
        addAll(c);
    }

节点

 private static class Node<E> {
        E item; //数据
        Node<E> next; // 后指针
        Node<E> prev; // 前指针

        Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
            this.item = element;
            this.next = next;
            this.prev = prev;
        }
    }

add( E e)

public boolean add(E e) {
        linkLast(e);
        return true;
    }
//
void linkLast(E e) {
        final Node<E> l = last;// 赋值最后一个l
        //从创建新的节点 prev 指向 上一个节点 l 也就是last
        final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
        // last 走一个节点
        last = newNode;
        // 赋值 l.next 的节点
        // 为空的时候就是第一次添加的时候
        if (l == null)
            first = newNode;
        else
            l.next = newNode;
        size++;
        modCount++;
    }

addFirst（E e）

 public void addFirst(E e) {
        linkFirst(e); // 在头部添加
    }

private void linkFirst(E e) {
        //  记录头指针
        final Node<E> f = first;
        // 创建新的节点prev 指向 f
        final Node<E> newNode = new Node<>(null, e, f);
        first = newNode;
        // 判断头节点是否为空  也就是第一次添加
        if (f == null)
            // last 为空
            last = newNode;
        else
            // 指向新的节点
            f.prev = newNode;
        size++;
        // 记录操作次数（增加 或者 删除的记录）
        modCount++;
    }

addLast(E e)

public void addLast(E e) {
        linkLast(e);
    }
//  实质和add 方法 一个样
 void linkLast(E e) {
        final Node<E> l = last;
        final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
        last = newNode;
        if (l == null)
            first = newNode;
        else
            l.next = newNode;
        size++;
        modCount++;
    }

remove（Object o）

public boolean remove(Object o) {
        if (o == null) {
            for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
                if (x.item == null) {
                    unlink(x);
                    return true;
                }
            }
        } else {
            for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
                if (o.equals(x.item)) {
                    unlink(x);
                    return true;
                }
            }
        }
        return false;
    }

// 删除节点
E unlink(Node<E> x) {
        // assert x != null;
        final E element = x.item;
        final Node<E> next = x.next;
        final Node<E> prev = x.prev;
        // 链表中删除一个元素
        if (prev == null) {
            first = next;
        } else {
            prev.next = next;
            x.prev = null;
        }

        if (next == null) {
            last = prev;
        } else {
            next.prev = prev;
            x.next = null;
        }
        // x 为空 则释放了资源
        x.item = null;
        size--; //长度减一
        modCount++; //记录次数
        return element;         // 返回删除的值
    }

removeFirst()

public E removeFirst() {
        final Node<E> f = first;
        //头节点为空 异常
        if (f == null)
            throw new NoSuchElementException();
        return unlinkFirst(f);
    }

// 删除头节点
private E unlinkFirst(Node<E> f) {
        // assert f == first && f != null;
        final E element = f.item;
        final Node<E> next = f.next;
        f.item = null;
        f.next = null; // help GC 帮助gc回收
        first = next;
        if (next == null)
            last = null;
        else
            next.prev = null;
        size--;
        modCount++;
        return element;
    }

removeLast()

public E removeLast() {
        final Node<E> l = last;
        if (l == null)
            throw new NoSuchElementException();
        return unlinkLast(l);
    }
//删除尾节点
private E unlinkLast(Node<E> l) {
        // assert l == last && l != null;
        final E element = l.item;
        final Node<E> prev = l.prev;
        l.item = null;
        l.prev = null; // help GC
        last = prev;
        // prev == null 只有一个元素
        if (prev == null)
            first = null;
        else
            prev.next = null;
        size--;
        modCount++;
        return element;
    }

get(int index)

public E get(int index) {
    
        checkElementIndex(index);
        return node(index).item;
    }

// 检查元素索引
private void checkElementIndex(int index) {
        if (!isElementIndex(index))
            throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
    }
//判断下标是否超标
private boolean isElementIndex(int index) {
        return index >= 0 && index < size;
    }

// 搜索元素  
Node<E> node(int index) {
        // assert isElementIndex(index);
        // size /2 在左边  直接遍历到index 位置
        if (index < (size >> 1)) {
            Node<E> x = first;
            for (int i = 0; i < index; i++)
                x = x.next;
            return x;
        } else {
            // 从尾部开始遍历 
            Node<E> x = last;
            for (int i = size - 1; i > index; i--)
                x = x.prev;
            return x;
        }
    }

set(index x,E element)

public E set(int index, E element) {
        // 检查 下标是否溢出
        checkElementIndex(index);
        // 查找 下标为index 的元素
        Node<E> x = node(index);
        //赋值
        E oldVal = x.item;
        x.item = element;
        // 返回 被删除的值
        return oldVal;
    }

indexOf（Object o）

 public int indexOf(Object o) {
     // 直接遍历链表 查找
        int index = 0;
        if (o == null) {
            for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
                if (x.item == null)
                    return index;
                index++;
            }
        } else {
            for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
                if (o.equals(x.item))
                    return index;
                index++;
            }
        }
        return -1;
    }