java - LinkedList 源码分析

首先看下官网的一张图继承关系:

LinkedList 和 ArrayList 的区别:

• 1.ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构，LinkedList基于链表的数据结构。
• 2.对于随机访问get和set，ArrayList觉得优于LinkedList，因为LinkedList要移动指针。
• 3.对于新增和删除操作add和remove，LinedList比较占优势，因为ArrayList要移动数据。

LinkedList 的简单使用

    public static void main(String[] args) {
        LinkedList<String> list = new LinkedList<>();
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            list.add("这是第 " + i + " 个");
        }

        Iterator<String> iterator = list.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
            String next = iterator.next();
            System.out.println(next);
        }

    }

LinkedList 是通过双链表实现的,数据结构

    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;
        }
    }

修改指定位置数据「set 」

    public E set(int index, E element) {
        checkElementIndex(index); // 检查角标是否越界 (index >= 0 && index < size;)
        Node<E> x = node(index);  // 取出 index 位置的数据
        E oldVal = x.item; // 取出原有的值用于返回
        x.item = element; // 修改其值
        return oldVal; // 返回原有的值
    }

取出指定位置的元素「node」

    /**
     * 取出指定位置的元素
     * Returns the (non-null) Node at the specified element index.
     */
    Node<E> node(int index) {
        // assert isElementIndex(index);

        if (index < (size >> 1)) { 
            // 从前往后找
            Node<E> x = first;
            for (int i = 0; i < index; i++)
                x = x.next;
            return x;
        } else {
            // 从后往前找
            Node<E> x = last;
            for (int i = size - 1; i > index; i--)
                x = x.prev;
            return x;
        }
    }

获取元素「get」

    /**
     * 返回指定位置元素
     */
    public E get(int index) {
        checkElementIndex(index);
        return node(index).item;
    }

先看下添加方法「add」

    public boolean add(E e) {
        linkLast(e);
        return true;
    }
    
    /**
     * Links e as last element. 添加元素到尾部
     */
    void linkLast(E e) {
        final Node<E> l = last;  // 取出之前尾部元素
        final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null); // 构建一个新节点
        last = newNode; // 将新构建的保存到尾元素
        if (l == null) // 为空链表时,头部也是新元素
            first = newNode;
        else
            l.next = newNode; // 将之前尾部元素后驱指针指向新元素
        size++;
        modCount++;
    }

移除操作「remove」

    public E remove(int index) {
        checkElementIndex(index);
        return unlink(node(index));
    }
        
    /**
     * Unlinks non-null node x.
     */
    E unlink(Node<E> x) {
        // assert x != null;
        final E element = x.item; // 将数据取出 用于返回
        final Node<E> next = x.next; // 前驱
        final Node<E> prev = x.prev; // 后继
    
        if (prev == null) { // 说明是链表头
            first = next;  // 前指针直接是该元素的后继即可
        } else {
            prev.next = next; // 前面结点的后继是该元素的后继
            x.prev = null; // 置空方便gc
        }
    
        if (next == null) { // 说明是在链表尾
            last = prev; // 后指针直接是该元素的前驱
        } else {
            next.prev = prev; // 后面元素的前驱是该元素的前驱
            x.next = null; // 置空
        }
    
        x.item = null; 
        size--;
        modCount++;
        return element;
    }

插入多个元素「addAll」

    public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
        return addAll(size, c);
    }
    
    
    public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
        checkPositionIndex(index); // 检查是否越界

        Object[] a = c.toArray(); // 转化为数组
        int numNew = a.length;
        if (numNew == 0)
            return false;

        Node<E> pred, succ;
        if (index == size) { 链表尾部插入
            succ = null;
            pred = last; 
        } else {
            succ = node(index); // 找到插入位置元素
            pred = succ.prev;
        }

        // 构建由该数组组成的链表 (之后在将这段链表插入到原来链表中,整段插入)
        for (Object o : a) {
            @SuppressWarnings("unchecked") E e = (E) o;
            Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, null);
            if (pred == null) 
                first = newNode;
            else
                pred.next = newNode;
            pred = newNode;
        }

        if (succ == null) { // 在尾部插入
            last = pred;
        } else { // 非尾部插入 修改指针指向
            pred.next = succ;  
            succ.prev = pred;
        }

        size += numNew;
        modCount++;
        return true;
    }

再回头看下开始说的区别

• 1.ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构，LinkedList基于链表的数据结构。

• 2.对于随机访问get和set，ArrayList觉得优于LinkedList，因为LinkedList要移动指针。

  LinkedList 的 get 和 set 都要执行 node(int index) 方法获取指定位置元素,在 node 方法中判断该 index 是靠前还是靠后,分别从不同方向进行遍历

• 3.对于新增和删除操作add和remove，LinedList比较占优势，因为ArrayList要移动数据。

  LinedList 的 add 是直接添加到尾部,只需要修改下指针.同理 remove 的操作也是修改指针即可.