【Java基础】LinkedList工作原理

1. LinkedList

   以双向链表实现。链表无容量限制，但双向链表本身使用了更多空间，每插入一个元素都要构造一个额外的Node对象，也需要额外的链表指针操作。按下标访问元素－get（i）、set（i,e）要悲剧的部分遍历链表将指针移动到位（如果i>数组大小的一半，会从末尾移起）。插入、删除元素时修改前后节点的指针即可，不再需要复制移动。但还是要部分遍历链表的指针才能移动到下标所指的位置。只有在链表两头的操作－add（）、addFirst（）、removeLast（）或用iterator（）上的remove（）倒能省掉指针的移动。

   // Node为LinkedList的内部类，它定义了存储的元素，上一个元素，下一个元素，这是典型的双向链表的定义方式。
   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;
       }
   }
   

2. 构造方法

   LinkedList提供了两个构造方法：

   • LinkedList()：构造一个空的LinkedList

   • LinkedList(Collection<? extends E> c)：构造一个包含指定元素的LinkedList

3. add()

   public boolean add(E e) {
       linkLast(e);
       return true;
   }
   
   void linkLast(E e) {
       final Node<E> l = last;
       // 构造一个新的新节点
       final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
       last = newNode;
       // 如果链表是空的，第一个元素就是新建的，如果不是空的，将引用指向新建的节点
       if (l == null)
           first = newNode;
       else
           l.next = newNode;
       size++;
       modCount++; // 容量修改次数分别+1
   }
   

   调用add()方法，将元素追加到链表末尾。除了add()方法，还提供了其他add方法

   • addFirst(E e)：插入新元素到链表头部
   • addLast(E e)：插入新元素到链表尾部
   • addAll(Collection<? extends E> c)：插入新的集合
   • addAll(int index, Collection<? extends E> c)：在指定位置插入新的集合

4. remove()

   // 移除链表中遇到的第一个指定元素，如果列表中不包含，不做任何操作
   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;
   }
   

5. set()

   // 替换指定位置的元素
   public E set(int index, E element) {
       checkElementIndex(index);
       Node<E> x = node(index);
       E oldVal = x.item;
       x.item = element;
       return oldVal;
   }
   

6. get()

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