一,LinkedList特点:
1. LinkedList具有List的有序性和可重复性
2.LinkedList底层使用双向链表,也是一个双向队列,因此查询速度慢(需要遍历),不支持随机访问,但是增删元素方便
3. 不要采用随机访问的方式去遍历LinkedList,因为每次get操作都会再次遍历,时间复杂度较高
二,LinkedList源码分析:
类定义:
public class LinkedList<E>
extends AbstractSequentialList<E>
implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable
//继承AbstractSequentialList,主要实现List和Deque接口
成员变量:
transient int size = 0;
//链表长度
transient Node<E> first;
//第一个节点
transient Node<E> last;
//最后一个节点
Node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;
}
}
构造函数:
public LinkedList() {
}
//初始化为空
public LinkedList(Collection<? extends E> c) {
this();
addAll(c);
}
//使用addall方法构造一个包含指定集合c的链表
常用方法:
1.public boolean add(E e)添加元素
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public boolean add(E e) {
linkLast(e);
return true;
}
//实际上调用了一个私有方法linklast对元素进行添加,具体见下面
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++;
}
//首先定义两个常量,一个是最后一个结点,一个是新增的结点(通过有参构造函数创建),将最后一个结点设为新增的结点,如果原先最后一个结点是空,即原先链表没有元素,那么第一个结点设为新增结点,否则将原先最后一个结点的next值设为新结点,最后让长度+1
2.public void add(int index, E element)在指定位置添加元素
public void add(int index, E element) {
checkPositionIndex(index);
if (index == size)
linkLast(element);
else
linkBefore(element, node(index));
}
//首先检查索引的合规性,如果index等于链表的长度,说明是在末尾添加,否则就是在原先index处前面添加元素
private void checkPositionIndex(int index) {
if (!isPositionIndex(index))
throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}
private boolean isPositionIndex(int index) {
return index >= 0 && index <= size;
}
//index的范围必须是大于等于0,小于等于size,等于0说明在表头增加,等于size说明在表尾增加,其余说明在index处的前面增加
void linkBefore(E e, Node<E> succ) {
// assert succ != null;
final Node<E> pred = succ.prev;
final Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, succ);
succ.prev = newNode;
if (pred == null)
first = newNode;
else
pred.next = newNode;
size++;
modCount++;
}
//在某一结点前添加结点,定义两个常量,一个是索引结点的前驱结点,一个是被添加的结点,将索引结点的前驱结点设为新添加的结点,如果索引结点原先的前驱结点为空,则说明新结点应该是第一个结点,否则将其原先的前驱结点的后驱结点设为新结点,至此完成新结点的前后连接,最后将链表长度+1.
3.public boolean remove(Object o)删除指定值的元素
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;
}
//由于是链表结构,因此没有办法通过索引删除元素,只能通过值来删除,删除方法就是从链表头开始遍历,找到对应值的结点,使用unlink方法进行删除,具体见下面。
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) {
first = next;
} else {
prev.next = next;
x.prev = null;
}
if (next == null) {
last = prev;
} else {
next.prev = prev;
x.next = null;
}
x.item = null;
size--;
modCount++;
return element;
}
//定义三个常量分别代表被删除的元素的三个基本值,如果其前驱结点是空的,说明它是第一个结点,就将第一个结点设为其后驱结点,否则将前驱结点的后驱结点设为其后驱结点;该结点是末节点的情况相似,至此被删除结点已经与前后断开,最后将其值设为null,并让链表数-1。
4.public E get(int index)获取指定索引的元素
public E get(int index) {
checkElementIndex(index);
return node(index).item;
}
//首先检查索引的合规性,随后调用node方法获取元素
private void checkElementIndex(int index) {
if (!isElementIndex(index))
throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}
private boolean isElementIndex(int index) {
return index >= 0 && index < size;
}
//注意这里由于是元素的范围,因此index不能等于size,但是插入时index可以等于size
Node<E> node(int index) {
// assert isElementIndex(index);
if (index < (size >> 1)) {
Node<E> x = first;
for (int i = 0; i < index; i++)
x = x.next;
return x;
} else {
Node<E> x = last;
for (int i = size - 1; i > index; i--)
x = x.prev;
return x;
}
}
//如果index比size的一半小,那么从第一个结点开始遍历,否则从最后一个结点开始遍历,直到找到指定序号的元素
5.public E peek()和public E element()返回链表第一个元素
public E peek() {
final Node<E> f = first;
return (f == null) ? null : f.item;
}
public E element() {
return getFirst();
}
//两个方法几乎一样,唯一的区别是链表为空时,element报错,但peek返回null
6.public E poll()返回并删除第一个元素
public E poll() {
final Node<E> f = first;
return (f == null) ? null : unlinkFirst(f);
}
其余方法实现也比较简单,不再介绍。