一、LinkedList的整體結(jié)構(gòu)1.1、LinkedList的繼承關(guān)系 public class LinkedList<E> extends AbstractSequentialList <E> implements List<E>, Deque<E> LinkedList具備AbstractSequentialList的特點(diǎn)：AbstractSequentialList 只支持按次序訪問，而不像 AbstractList 那樣支持隨機(jī)訪問 LinkedList具備List的特點(diǎn) LinkedList具備Deque的特點(diǎn)：Deque是一個(gè)線性collection，支持在兩端插入和移除元素1.2、LinkedList的結(jié)構(gòu)

//元素個(gè)數(shù)transient int size = 0;//第一個(gè)元素指針transient Node<E> first;//最后一個(gè)元素指針transient Node<E> last;//Node節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)private static class Node<E> { E item;//當(dāng)前元素 Node<E> next;//當(dāng)前元素的下一個(gè)指針 Node<E> prev;//當(dāng)前元素的上一個(gè)指針 Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {this.item = element;this.next = next;this.prev = prev; }}1.2.1 Node的結(jié)構(gòu)

LinkedList結(jié)構(gòu)

LinkedList特點(diǎn)

1.LinkedList是通過雙鏈表去實(shí)現(xiàn)的。

2.LinkedList不存在容量不足的問題，因?yàn)槭擎湵怼?/p>

3.LinkedList實(shí)現(xiàn)了Deque，而Deque接口定義了在雙端隊(duì)列兩端訪問元素的方法，所以LinkedList可以作為FIFO（先進(jìn)先出）的隊(duì)列；LinkedList可以作為L(zhǎng)IFO（后進(jìn)先出）的棧

二、源碼分析2.1、添加元素

//添加元素public boolean add(E e) { //默認(rèn)調(diào)用，尾部添加元素的方法 linkLast(e); return true;}//尾部添加元素void linkLast(E e) { //記錄當(dāng)前尾部元素 final Node<E> l = last; //創(chuàng)建一個(gè)新的Node節(jié)點(diǎn) ，prev是當(dāng)前的尾節(jié)點(diǎn)，next指向null final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null); //將last設(shè)置為新節(jié)點(diǎn) last = newNode; //判斷當(dāng)前尾部節(jié)點(diǎn)是否為null if (l == null)//當(dāng)前尾部節(jié)點(diǎn)為null，就掛到頭結(jié)點(diǎn)上first = newNode; else//當(dāng)前尾部節(jié)點(diǎn)不為null，就將新建的Node掛到當(dāng)前l(fā)ast節(jié)點(diǎn)的next指針上l.next = newNode; //元素的個(gè)數(shù)+1 size++; //LinkedList修改記錄+1 modCount++;}

新增元素add()方法默認(rèn)是尾部追加，核心就是將新建的Node節(jié)點(diǎn)追加到當(dāng)前l(fā)ast節(jié)點(diǎn)的next指針上 ，偽代碼：

Node newNode=new Node();newNode.prev=last;last.next=newNode;last=newNode;last.next=null;

addFirst：首部追加

public void addFirst(E e) { linkFirst(e);}//頭部追加private void linkFirst(E e) { //記錄當(dāng)前首部元素 final Node<E> f = first; //新建一個(gè)Node節(jié)點(diǎn) final Node<E> newNode = new Node<>(null, e, f); //首部元素指向新建的節(jié)點(diǎn) first = newNode; //判斷當(dāng)前首部指針是否為null if (f == null)//當(dāng)前首部指針為null,就把新建的節(jié)點(diǎn)掛到last指針上last = newNode; else//當(dāng)前首部指針不為null,就把新建的節(jié)點(diǎn)掛到，當(dāng)前first指針指向元素的prev指針上f.prev = newNode; //元素個(gè)數(shù)+1 size++; //LinkedList修改記錄+1 modCount++;}

首部追加的邏輯與尾部追加基本相同，偽代碼：

Node newNode=new Node();newNode.next=first;first.prev=newNode;first=newNode;first.prev=null;(也可以：newNode.prev=null)

指定位置添加元素：add(int index, E element)：

public void add(int index, E element) { //檢查要插入的位置是否合法 checkPositionIndex(index); //如要插入的位置在最后，直接調(diào)用linkLast() if (index == size)linkLast(element); else//如要插入的位置不在最后，就先查找再插入linkBefore(element, node(index));} //查找要插入元素的位置Node<E> node(int index) { // assert isElementIndex(index); //如果要插入的位置小于集合的一半，我就從頭開始找 if (index < (size >> 1)) {Node<E> x = first;for (int i = 0; i < index; i++) x = x.next;return x; } else {//如果要插入的位置大于等于集合的一半，我就從尾部開始找Node<E> x = last;for (int i = size - 1; i > index; i--) x = x.prev;return x; }}//將新建的元素插入到查找的元素前面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; elsepred.next = newNode; size++; modCount++;}

LinkedList是一個(gè)雙向鏈表，他只記錄了頭部和尾部位置，如果我們要指定位置插入，他會(huì)這么做：

1.先遍歷查找出要插入的元素位置，然后再插入；查找方式是根據(jù) index < (size >> 1) 判斷結(jié)果，決定是從頭遍歷，還是從尾部遍歷，這種遍歷方式類似于二分查找(只在第一層循環(huán)二分)

2.新建一個(gè)Node節(jié)點(diǎn)，插入到查找出來的元素的前面

由此可知為何鏈表對(duì)隨機(jī)位置讀寫是不合適的；他的時(shí)間復(fù)雜度=O(n/2) ，如果n很大，我們一般就認(rèn)為他的時(shí)間復(fù)雜度=O(n)

2.2、刪除元素

//重寫List的remove()public boolean remove(Object o) { if (o == null) {//如果要?jiǎng)h除的元素null元素,從頭開始查找這個(gè)null元素for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) { if (x.item == null) {unlink(x);return true; }} } else { //如果要?jiǎng)h除的元素不null元素,從頭開始查找這個(gè)非null元素for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) { if (o.equals(x.item)) {unlink(x);return true; }} } return false;}//執(zhí)行刪除邏輯，實(shí)質(zhì)就是打斷改元素與鏈表的引用關(guān)系E unlink(Node<E> x) { // assert x != null; //記錄改元素的值，實(shí)際作用就是做返回值 final E element = x.item; //記錄當(dāng)前元素的下一個(gè)節(jié)點(diǎn) final Node<E> next = x.next; //記錄當(dāng)前元素的上一個(gè)節(jié)點(diǎn) final Node<E> prev = x.prev; //判斷 x->prev 節(jié)點(diǎn)是否為null，為null就是刪除頭結(jié)點(diǎn) if (prev == null) {first = next; } else {//將 x->prev節(jié)點(diǎn)的next指針指向x節(jié)點(diǎn)的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)prev.next = next;//將 x->prev 指針，設(shè)置為null(斷開引用關(guān)系)x.prev = null; } //判斷 x->next 節(jié)點(diǎn)是否為null，為null就是刪尾部結(jié)點(diǎn) if (next == null) {last = prev; } else {//將x->next節(jié)點(diǎn)的prev指針指向x->prevnext.prev = prev;//將 x->next指針，設(shè)置為null(斷開引用關(guān)系)x.next = null; } //將x的值設(shè)置為null x.item = null; //集合大小-1 size--; //集合的修改記錄-1 modCount++; return element;}

這里我們看到LinkedList重寫了List的remove方法，整個(gè)刪除邏輯也是先查找再刪除，時(shí)間復(fù)雜度O(n)，如果是刪除首部元素時(shí)間復(fù)雜度=O(1)，若要?jiǎng)h除尾部元素請(qǐng)使用removeLast( )

LinkedLis刪除首部元素：removeFirst() LinkedLis刪除尾部元素：removeLast() LinkedLis首部出隊(duì)：pollFirst( ) ，隊(duì)列的特點(diǎn) LinkedLit尾部出隊(duì)：pollLast( )，隊(duì)列的特點(diǎn)2.3、迭代器

Iterator迭代器只能是從頭往尾迭代，而LinkedList是雙向鏈表，他還可以從尾往頭部迭代，JAVA提供了一個(gè)新的迭代器接口：

public interface ListIterator<E> extends Iterator<E>{ //判斷是否存在下一個(gè)元素 boolean hasNext(); //獲取下一個(gè)元素 E next(); //判斷是否還有前一個(gè)元素 boolean hasPrevious(); //獲取前一個(gè)元素 E previous();}

LinkedList實(shí)現(xiàn)該接口：

private class ListItr implements ListIterator<E> { private Node<E> lastReturned;//上一次next() 或者 previous()的元素 private Node<E> next;//lastReturned->next 指向的元素 private int nextIndex;//下一個(gè)元素的位置 private int expectedModCount = modCount;}

LinkedList從前往后遍歷：

//是否存在下一個(gè)元素public boolean hasNext() { return nextIndex < size;}public E next() { //檢查集合的版本 checkForComodification(); if (!hasNext())throw new NoSuchElementException(); //lastReturned賦值上次next lastReturned = next; //next賦值為上次next->next next = next.next; //下一個(gè)元素的位置 nextIndex++; return lastReturned.item;}

LinkedList從后往前遍歷：

//判斷是否到頭了public boolean hasPrevious() { return nextIndex > 0;}//從尾部往頭部取數(shù)據(jù)public E previous() { checkForComodification(); if (!hasPrevious())throw new NoSuchElementException(); // next==null：第一次遍歷取尾節(jié)點(diǎn)(last)，或者上一次遍歷時(shí)把尾節(jié)點(diǎn)刪除掉了 // next!=null：已經(jīng)發(fā)生過遍歷了，直接取前一個(gè)節(jié)點(diǎn)即可(next.prev) lastReturned = next = (next == null) ? last : next.prev; //遍歷的指針-1 nextIndex--; return lastReturned.item;}

迭代器刪除元素：

public void remove() { checkForComodification(); // lastReturned 是本次迭代需要?jiǎng)h除的值 // lastReturned==null則調(diào)用者沒有主動(dòng)執(zhí)行過 next() 或者 previos()，二直接調(diào)remove() // lastReturned!=null，是在上次執(zhí)行 next() 或者 previos()方法時(shí)賦的值 if (lastReturned == null)throw new IllegalStateException(); //保存將當(dāng)前要?jiǎng)h除節(jié)點(diǎn)的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)(如果是從尾往頭遍歷，該值永遠(yuǎn)是null) Node<E> lastNext = lastReturned.next; //刪除當(dāng)前節(jié)點(diǎn) unlink(lastReturned); // next == lastReturned：從尾到頭遞歸順序，并且是第一次迭代，并且要?jiǎng)h除最后一個(gè)元素的情況下， // previous() 方法里面設(shè)置了 lastReturned = next = last,所以 next 和 lastReturned會(huì)相等 if (next == lastReturned)next = lastNext; elsenextIndex--; lastReturned = null; expectedModCount++;}三、總結(jié)

LinkedList底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是雙向鏈表，所以他更適合順序操作，由于他繼承了Deque接口，同時(shí)他具有隊(duì)列的性質(zhì)，非線程安全的集合

到此這篇關(guān)于Java基礎(chǔ)之容器LinkedList的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java容器LinkedList內(nèi)容請(qǐng)搜索好吧啦網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持好吧啦網(wǎng)！