Java教程
LinkedList源码分析
本文主要是介绍LinkedList源码分析，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！
目录- 一、LinkedList源码
- 1、概述
- 2、数据结构
- 二、源码分析
- 1、继承结构
- 2、属性
- 3、构造器
- addAll(Collection):boolean——在尾部批量插入
- addAll(int, Collection):boolean——批量插入
- checkPositionIndex(int):void——判断下标合理性
- node(int):Node方法——返回原链表中index的节点
- 4、List接口
- 4.1 add(E):boolean方法
- linkLast(E):void——在尾部插入节点
- 4.2 add(int, E):void——指定位置插入节点
- linkBefore(E, Node):void——在指定节点前插入节点
- 4.3 get(int):E——查找
- 4.4 remove(int):E——删除指定位置元素
- unlink(E):E——删除指定元素的节点
- 4.5 clear():void——清除链表
- 4.6 indexOf(Object):int——查找元素，返回下标
- 5、Duque接口
- 5.1 addFirst(E):void——在链表头插入指定元素
- 5.2 addLast(E):void——在链表尾插入指定元素
- 三、总结
- 1、LinkedList和ArrayList的差别
一、LinkedList源码
1、概述
（1）LinkedList底层维护了一个双向链表
（2）LinkedList中维护了两个属性first和last分别指向首节点和尾节点
（3）每个节点（Node对象）里又维护了prev（指向前一节点），next（指向后一节点），item（用于保存数据）三个属性，从而实现双链表
（4）因此元素的添加和删除效率较高
2、数据结构
LinedList底层是一个双链表：相较于数组更耗费空间，但删除和插入节点很快
二、源码分析
1、继承结构
public class LinkedList<E>
extends AbstractSequentialList<E>
implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable
（1）继承
（2）接口
- List接口：LinkedList类再次实现List接口并没有实际用处
- Serializable接口：实现该序列化接口，表明该类可以被序列化
- Cloneable接口：可以使用Object.Clone方法，该方法可以克隆
- 与ArrayList类相比，LinkedList还实现了Deque接口：该接口主要声明了队头队尾的一系列方法
2、属性
transient int size = 0;//记录节点个数 transient Node<E> first;//first引用指向头节点 transient Node<E> last;//last引用指向尾节点
底层存储节点数据的Node内部类——节点为Node类实例化对象
private static class Node<E> {
E item;//存放元素
Node<E> next;//指向下一个节点
Node<E> prev;//指向上一个节点
Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {//构造器
this.item = element;//传入元素
this.next = next;
this.prev = prev;
}
}
3、构造器
（1）无参构造器——空链表
public LinkedList() {
}
（2）LinkedList(Collection<? extends E>)——有参构造器
public LinkedList(Collection<? extends E> c) {
this();//调用无参构造器
addAll(c);//批量插入方法
}
addAll(Collection):boolean——在尾部批量插入
public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
return addAll(size, c);//调用插入方法——addAll(int, Collection)
}
addAll(int, Collection):boolean——批量插入
public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {//传入节点个数和初始化参数
checkPositionIndex(index);//检查下标合理性
Object[] a = c.toArray();//将c集合转换为Object数组a
int numNew = a.length;//记录数组长度
if (numNew == 0)//数组长度为0
return false;//返回false，初始化失败
Node<E> pred, succ;//声明该节点的前驱节点和后继节点
if (index == size) {//如果下标等于节点个数，即从尾部加入
succ = null;//后继节点置空
pred = last;//前驱节点指向老链表的last节点
} else {//从指定位置添加节点
succ = node(index);//后继节点指向原index处节点
pred = succ.prev;//前驱节点指向原index处节点的前驱节点
}
for (Object o : a) {//遍历存放c集合的数组a
@SuppressWarnings("unchecked") E e = (E) o;//向下转换
Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, null);//新建节点存放元素
if (pred == null)//如果该节点的前驱节点为空，说明是头节点插入
first = newNode;//更新头节点
else
pred.next = newNode;//将前驱节点和新节点关联
pred = newNode;
}
if (succ == null) {//后继节点为空，说明尾部插入
last = pred;//尾节点更新
} else {//不为空
pred.next = succ;//newNode指向后继节点
succ.prev = pred;//后继节点指向newNode
}
size += numNew;//元素长度更新
modCount++;//操作次数++
return true;//插入成功
}
checkPositionIndex(int):void——判断下标合理性
private void checkPositionIndex(int index) {
if (!isPositionIndex(index))//若下标不合理，则抛出异常
throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}
private boolean isPositionIndex(int index) {//下标大于等于0且小于等于size返回true
return index >= 0 && index <= size;
}
node(int):Node方法——返回原链表中index的节点
Node<E> node(int index) {//二分法查找法
// assert isElementIndex(index);
if (index < (size >> 1)) {//index小于size的二分之一，从头节点开始查找
Node<E> x = first;//新建x指向first节点
for (int i = 0; i < index; i++)//找到原链表中下标为index的节点
x = x.next;
return x;//返回原链表中下标为index的节点
} else {//下标在后半部分，从尾节点开始查找
Node<E> x = last;
for (int i = size - 1; i > index; i--)
x = x.prev;
return x;
}
}
4、List接口
4.1 add(E):boolean方法
将元素添加到链表尾部
public boolean add(E e) {
linkLast(e);//尾部插入节点
return true;
}
linkLast(E):void——在尾部插入节点
void linkLast(E e) {
final Node<E> l = last;
final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);//新节点的前驱节点为原链表尾节点，新节点的后继节点指向空，新节点的元素为e
last = newNode;//尾节点更新
if (l == null)//前驱节点为空
first = newNode;//首节点更新
else
l.next = newNode;//前驱节点指向新节点
size++;//链表长度++
modCount++;//操作次数++
}
4.2 add(int, E):void——指定位置插入节点
public void add(int index, E element) {
checkPositionIndex(index);//下标合理性检测
if (index == size)//下标等于节点个数，尾部插入
linkLast(element);//调用尾部插入方法
else//指定位置插入
linkBefore(element, node(index));
}
linkBefore(E, Node):void——在指定节点前插入节点
void linkBefore(E e, Node<E> succ) {//传入新节点元素e和原链表该下标的节点
// assert succ != null;
final Node<E> pred = succ.prev;//前驱节点指向index前节点
final Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, succ);//新建节点
succ.prev = newNode;//后继节点的前驱节点指向新节点
if (pred == null)//前驱节点为空
first = newNode;//首节点更新
else//不为空
pred.next = newNode;//前驱节点的后节点指向新节点
size++;
modCount++;
}
4.3 get(int):E——查找
public E get(int index) {
checkElementIndex(index);//下标合理性检测
return node(index).item;//调用node返回index节点属性item，即节点元素数据
}
4.4 remove(int):E——删除指定位置元素
public E remove(int index) {
checkElementIndex(index);
return unlink(node(index));
//node(index)：返回节点
}
unlink(E):E——删除指定元素的节点
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;
if (prev == null) {//前驱节点为空
first = next;//首节点指向后继节点
} else {
prev.next = next;//前节点指向后节点
x.prev = null;//x的前驱节点置空
}
if (next == null) {//后继为空
last = prev;
} else {
next.prev = prev;//后节点的前驱节点指向前节点
x.next = null;//x的后继节点置空
}
x.item = null;//x元素置空
size--;//size--
modCount++;//操作次数++
return element;//返回删除的元素
}
4.5 clear():void——清除链表
public void clear() {
// Clearing all of the links between nodes is "unnecessary", but:
// - helps a generational GC if the discarded nodes inhabit
// more than one generation
// - is sure to free memory even if there is a reachable Iterator
for (Node<E> x = first; x != null; ) {//遍历链表
Node<E> next = x.next;//next指向x后节点
x.item = null;//节点元素置空
x.next = null;//x的后继节点置空
x.prev = null;//x的前驱节点置空
x = next;//更新x
}
first = last = null;//首节点尾节点置空
size = 0;//size更新
modCount++;//操作参数++
}
4.6 indexOf(Object):int——查找元素，返回下标
public int indexOf(Object o) {
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;
}
5、Duque接口
该接口主要声明了队头队尾的一系列方法
5.1 addFirst(E):void——在链表头插入指定元素
public void addFirst(E e) {
linkFirst(e);
}
private void linkFirst(E e) {//在链表头插入新元素
final Node<E> f = first;
final Node<E> newNode = new Node<>(null, e, f);
first = newNode;
if (f == null)
last = newNode;
else
f.prev = newNode;
size++;
modCount++;
}
5.2 addLast(E):void——在链表尾插入指定元素
public void addLast(E e) {
linkLast(e);
}
三、总结
1、LinkedList和ArrayList的差别
（1）LinkedList内部使用链表实现，相比于ArrayList更加耗费空间
（2）LinkedList插入，删除节点不用大量copy原来的元素，效率更高
（3）LinkedList查找元素使用遍历，效率一般
（4）LinkedList同时是双向队列的实现
这篇关于LinkedList源码分析的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对大家有所帮助，也希望大家多多支持为之网！
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