Linkedlist 详解

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基本介绍

Linkedlist基于链表的动态数组（双向链表）：

    可以被当作堆栈（后进先出）、队列（先进先出）或双端队列进行操作。

    数据添加删除效率高，只需要改变指针指向即可，但是访问数据的平均效率低，需要对链表进行遍历。

    非同步，线程不安全。

    支持null元素、有顺序、元素可以重复

    不要使用普通for循环去遍历LinkedList，使用迭代器或者foreach循环（foreach循环的原理就是迭代器）去遍历LinkedList即可：
        这种方式是直接按照地址去找数据的，将会大大提升遍历LinkedList的效率。

源码分析

public class LinkedList<E> extends AbstractSequentialList<E> implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable {

    //实际大小
    transient int size = 0;

    //头节点
    transient Node<E> first;

    //尾节点
    transient Node<E> last;

    public LinkedList() {
    }

    public LinkedList(Collection<? extends E> c) {
        this();
        addAll(c);
    }

    //双向链表
    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;
        }
    }

    //添加在头节点
    private void linkFirst(E e) {
        //旧头节点
        final Node<E> f = first;
        //新节点的next指向旧头节点
        final Node<E> newNode = new Node<>(null, e, f);
        //头节点改成新节点
        first = newNode;
        //如果旧头节点为null，表示空链表，尾节点也指向新节点
        if (f == null)
            last = newNode;
        //旧头节点的prev指向新节点
        else
            f.prev = newNode;
        size++;
        modCount++;
    }

    //添加到链表尾部
    public boolean add(E e) {
        linkLast(e);
        return true;
    }

    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++;
    }

    public void add(int index, E element) {
        //检查index是否合理
        checkPositionIndex(index);
        //如果index是size，则添加在尾部
        if (index == size)
            linkLast(element);
        else
            linkBefore(element, node(index));
    }

    //查找index处的节点
    Node<E> node(int index) {
        // assert isElementIndex(index);

        //如果index在左半边，则从头遍历（提到查找效率）
        if (index < (size >> 1)) {
            Node<E> x = first;
            for (int i = 0; i < index; i++)
                x = x.next;
            return x;
        } else {
            //如果index在右半边，则从尾遍历（提到查找效率）
            Node<E> x = last;
            for (int i = size - 1; i > index; i--)
                x = x.prev;
            return x;
        }
    }

    void linkBefore(E e, Node<E> succ) {
        // assert succ != null;
        //旧节点的前一个节点
        final Node<E> pred = succ.prev;
        //将新节点设置为：prev为旧节点的前一个节点，next为旧节点
        final Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, succ);
        //旧节点的prev指向新节点
        succ.prev = newNode;
        //旧节点的前一个节点是空，表示旧节点是头节点，则重设头节点
        if (pred == null)
            first = newNode;
        //旧节点的前一个节点的next指向新节点
        else
            pred.next = newNode;
        size++;
        modCount++;
    }

    public E removeFirst() {
        final Node<E> f = first;
        if (f == null)
            throw new NoSuchElementException();
        return unlinkFirst(f);
    }

    private E unlinkFirst(Node<E> f) {
        // assert f == first && f != null;
        final E element = f.item;
        final Node<E> next = f.next;
        f.item = null;
        f.next = null; // help GC
        first = next;
        if (next == null)
            last = null;
        else
            next.prev = null;
        size--;
        modCount++;
        return element;
    }

    public E remove(int index) {
        checkElementIndex(index);
        return unlink(node(index));
    }

    E unlink(Node<E> x) {
        // assert x != null;
        final E element = x.item;
        //要删除元素的后一个
        final Node<E> next = x.next;
        //要删除元素的前一个
        final Node<E> prev = x.prev;
        //如果前是空，表示删除头元素，后变成头元素
        if (prev == null) {
            first = next;
        } else {
            //前的下一个变成后
            prev.next = next;
            x.prev = null;    //帮助GC
        }
        //如果后是空，表示删除尾元素，前变成尾元素
        if (next == null) {
            last = prev;
        } else {
            //后的上一个变成前
            next.prev = prev;
            x.next = null;    //帮助GC
        }

        x.item = null;    //帮助GC
        size--;
        modCount++;
        return element;
    }

    public E getFirst() {
        final Node<E> f = first;
        if (f == null)
            throw new NoSuchElementException();
        return f.item;
    }

    public E get(int index) {
        checkElementIndex(index);
        return node(index).item;
    }
}