jdk 源码 --LinkedList

本文基于 jdk1.8_171

LinkedList 介绍

之前看了 ArrayList，内部是一个数组。这次看了 LinkedList，作用和 ArrayList 一样，但是内部是链表形式。链表结构如下图：

数组和链表的区别

直接看例子：
数组： 假设有 10 个人去看电影，想要挨着坐，那就需要找同一排连续的 10 个位置坐（座位号 01-10）。如果想要找 5 号先生，那直接去第五个座位即可。但是，如果此时来了第十一个人，想要坐在 4 号和 5 号先生的位置中间，那么原本 5 号先生和后面的所有人都要往后挪个位置，然后 11 号先生才能落座。
链表： 还是 10 个人去看电影，不用挨着坐，每个人记着自己前一个人和后一个人坐哪里就行，第一个人记下一个人和最后一个人记上一个人。此时还是来了第十一个人，想要坐在 4 号和 5 号先生的位置中间（不是空间意义的中间），那么 5 号先生更换自己上家为 11 号，4 号先生更换下家为 11 号，11 号记自己上家是 4 号，下家是 5 号即可。但是如果需要找到 5 号的位置，那你需要先找 1 号，问他下家 2 号在哪里，然后找 2 号下家 3 号。。。一直找到 5 号。
所以结论：数组查找元素比链表快，但往中间插入元素链表比数组快。

内部类

/**
* 链表内部元素
*/
class Node<E>{
	//当前元素
	E item;
	//上一个元素
	Node<E> prev;
	//下一个元素
	Node<E> next;
	Node(Node<E> prev,E element,Node<E> next){
		this.item = element;
		this.next = next;
		this.prev = prev;
	}
}

成员变量

//元素个数
transient int size = 0;
//链表第一个元素
transient Node<E> first;
//链表最后一个元素
transient Node<E> last;

常用方法

1、addFirst(E e)

public void addFirst(E e){
	linkFirst(e);
}

private void linkFirst(E e){
	//缓存第一个元素
	final Node<E> f = first;
	//新建元素
	final Node<E> newNode = new Node<>(null, e, f);
	//第一个元素设置为新元素
	first = newNode;
	if(f == null)
		//如果链表原先是空的，那添加元素后最后一个元素也是新元素
		last = newNode();
	else
		//如果链表原先不为空，那么原先第一个元素的前一位指向新元素
		f.prev = newNode;
	//链表元素个数加一
	size++;
	//集合修改次数加一
	modCount++;
}

addLast 类似，不赘述。

2、add(E e)

public boolean add(E e){
	//add方法就是在链表末尾添加元素
	linkLast(e);
	return true;
}

3、add(int index,E element)

public void add(int index,E element){
	//这一步就是检查index是否越界，越界就抛出异常
	checkElementIndex(index);
	//如果index是size，就加在链表最后，否则就加在指定元素之前
	if(index == size)
		linkLast(element);
	else
		//node(index)方法解析往下看
		linkBefore(element,node(index));
}

void linkBefore(E e,Node<E> succ){
	//assert succ !=null
	//缓存指定元素的前一个元素
	final Node<E> pred = succ.prev;
	//要插入的新元素
	final Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, succ);
	//指定元素的前一位变成新元素
	succ.prev = newNode;
	if(pred == null){
		//如果指定元素是第一个，那么新元素就变成第一个元素
		first = newNode;
	} else {
		//缓存的pred的下一个元素变成新元素
		pred.next = newNode;
	}
	size++;
	modCount++;
}

4、get(int index)

public E get(int index){
	checkElementIndex(index);
	//node(index)方法解析往下看
	return node(index).item;
}

Node<E> node(int index){
	if(index < (size >> 1)){
		//如果index小于size的一半，则从头开始找
		//先找到第一个元素
		Node<E> x = first;
		//往后找index次，我看的时候第一次没理解，举了例才明白，比如index=1，size=4等等
		for(int i=0; i < index; i++)
			x = x.next;
		return x;
	} else {
		//从尾开始找
		//先找到最后一个元素
		Node<E> x = last;
		//往前找index次
		for(int i = size - 1; i > index; i--)
			x = x.prev;
		return x;
	}
}

结语

LinkedList 有自身的优点，虽然实际运用不如 ArrayList 频繁，但我们依然要了解它的特性以及实现方式。