【Java集合框架】3 - 5 LinkedList 源码分析

§3-5 LinkedList 源码分析

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• §3-5 LinkedList 源码分析
  • 3-5.1 LinkedList 集合
  • 3-5.2 LinkedList 源码解析

3-5.1 LinkedList 集合

LinkedList 是 List 的一个实现类，本质上是一个双向链表，查询慢，增删快，首尾元素操作也是极快的。

所有的运算操作都基于双向链表进行，遍历时会从头结点或尾结点中最近的一个开始遍历。

该类并不同步，因此在多线程中访问同一个 LinkedList 实例，且至少有一个线程结构性地修改了该列表，则必须在外部同步。

由于 LinkedList 实现了 List 接口，因此，List 以及 Collection 中的方法都可用。但该类本身还提供了很多直接操作首尾结点的特有方法。

特有方法：

方法	描述
void addFist(E e)	在该列表开头插入指定的元素
void addLast(E e)	在该列表末尾追加指定的元素
E getFirst(E e)	返回该列表的首元素
E getLast(E e)	返回该列表的末元素
E removeFirst(E e)	删除并返回该列表中的第一个元素
E removeLast(E e)	删除并返回该列表中的最后一个元素

注意：

• add 方法和 addLast 方法的效果相同；
• 一般而言，使用其接口中的方法可以满足基本需求，上述的方法了解即可；

3-5.2 LinkedList 源码解析

LinkedList 的底层原理：

• LinkedList 中定义了一个内部类 Node<E>，表示结点；

  该内部类的声明为：

  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;
      }
  }
  

  其中，item 用于存储数据项，next 和 prev 分别用于指向后继结点和前驱结点；

• LinkedList 类中，定义了三个重要的成员变量 size, first 和 last：

  transient int size = 0;
  
  transient Node<E> first;
  
  transient Node<E> last;
  

  这三者分别用于表示链表长度、链表头节点和尾结点；

  LinkedList 的无参构造器实现为：

  public LinkedList() {
  }
  

  该构造体具有空实现，创建集合对象后，上述的三个变量具有默认初始值；

• 调用 add 往该双向链表中添加元素；

  add 方法实现：

  public boolean add(E e) {
      linkLast(e);
      return true;
  }
  

  在底层调用了另外一个方法 linkLast 添加元素，其实现为：

  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++;
  }
  

  首先使用第三方变量添加元素前，链表的原始尾结点；

  该原始尾结点就是新结点的前驱结点，新结点此时将作为链表的尾结点，不存在后继节点；

  新结点创建完毕后，将链表的尾结点指针指向新结点；

  若为首次添加结点，则将链表的头结点指针指向该新结点；否则，将原尾结点的后继节点指针指向该新结点；

  元素添加完毕，更新链表长度和结构性修改次数；