Java基础之LinkList 源码分析

LinkedList

查找

linkedList 底层是基于链表 结构的，无法像ArrayList那样随机访问指定位置元素。LinkedList查询过程要稍微麻烦一些，需要从链表头（或者尾结点）向后查找 时间复杂度为o(n)

主要是通过遍历的方式定位目标位置的节点后，取出节点储存的值然后返回。在源码有个优化的地方，就是比较要查询的节点即index 与阶段数量size的一半 的大小，决定是从头节点查询还是从尾结点查询

源代码如下：

  public E get(int index) {
      //检查index是否在size区间内
        checkElementIndex(index);
      	//node中存储的为item 数据 next 下一个节点 prev 上一个节点
        return node(index).item;
    }

    Node<E> node(int index) {
        
		//判断size是在前半部分还是在后半部分
        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;
        }
    }

遍历

链表虽然没有数组遍历范快，但是遍历的过程也是很简单，和上面的查找很相似，就是从头结点开始遍历。但是LinkedList 遍历有个可以优化的地方，就是我们在使用forEach循环遍历LinkedList的时候，它其实还是转化为迭代器的形式，所以分析LinkedList的遍历就是迭代器实现的

看源码

 public ListIterator<E> listIterator(int index) {
     //这个方法上面有说过
        checkPositionIndex(index);
        return new ListItr(index);
    }

 private class ListItr implements ListIterator<E> {
        private Node<E> lastReturned;
        private Node<E> next;
        private int nextIndex;
        private int expectedModCount = modCount;

        ListItr(int index) {
 			//先判断index和size是否相等，相等返回最后一个
            next = (index == size) ? null : node(index);
            nextIndex = index;
        }
		
        public boolean hasNext() {
            return nextIndex < size;
        }
		
        public E next() {
            checkForComodification();
            if (!hasNext())
                throw new NoSuchElementException();

            lastReturned = next;
            next = next.next; //调用 next 方法后，next 引用都会指向他的后继节点
            nextIndex++;
            //将该节点的数据返回
            return lastReturned.item;
        }

        ....
    }

因为LinkedList 的随机访问效率很差，通过上面的方式每获取一个元素，LinkedList 都需要从头节点（或尾节点）进行遍历。看代码,经过测试，在使用LinkedList的随机访问10000条数据的时候随机访问的时间为4364ms 但是ArrayList的随机访问时间基本可以忽略。所以在开发的时候 需要遍历数据的时候尽量不使用LinkedList

public static void main(String[] args) {
        List<Integer> linkedList = new LinkedList();
        List<Integer> list = new ArrayList();
        for (int i = 0; i < 100000; i++) {
            linkedList.add(i);
        }
        for (int i = 0; i < 100000; i++) {
            list.add(i);
        }
        long start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < linkedList.size(); i++) {
            linkedList.get(i);
        }

        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(end - start);

        long l = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < linkedList.size(); i++) {
            list.get(i);
        }

        long l1 = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(l1 - l);
    }

插入

LinkedList；除了实现list接口以外还实现了Deque，实现所以插入的方法实现基本和List中的一致，只不过是链表结构

源码如下:

  public boolean add(E e) {
      //直接在链表最后插入
        linkLast(e);
        return true;
    }

//在指定位置插入
public void add(int index, E element) {
        checkPositionIndex(index);
		//判断是否为最后
        if (index == size)
            linkLast(element);
        else
            linkBefore(element, node(index));
    }

//在最后插入
  void linkLast(E e) {
        final Node<E> l = last;
      //创建一个新的node节点
        final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
      //将新节点指定给最后一个节点
        last = newNode;
      //判断该对象中是否含有节点，没有就将新节点赋值为第一个节点，否则赋值为最后一个节点的后继
        if (l == null)
            first = newNode;
        else
            l.next = newNode;
        size++;
        modCount++;
    }


//往中间插
   void linkBefore(E e, Node<E> succ) {
 		//获取传递的node的前驱
        final Node<E> pred = succ.prev;
       //将新节点的前驱和后继赋值
        final Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, succ);
       //如果传入的node节点的前驱为null说明该节点为最后一个节点，所以新的节点直接赋值为最后一个节点
        succ.prev = newNode;
        if (pred == null)
            first = newNode;
        else
            pred.next = newNode;
        size++;
        modCount++;
    }

上面插入过程的源码，总结起来就是几部，以linkBefore举例：

• 创建一个新的节点，并为新节点指明前驱和后继
• 将succ的前驱指向新节点
• 判断succ的后继是否存在，存在就将新节点的后继指向succ的后继，否则定义为最后一个节点

删除

删除操作其实就是 通过解除前后节点的链接实现删除，

源码如下：

    public boolean remove(Object o) {
        if (o == null) {
            //这个是从第一个节点判断item是否为null 为null直接删除 unlink 下面说
            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) {
                //遍历节点，找到符合条件移除
                if (o.equals(x.item)) {
                    unlink(x);
                    return true;
                }
            }
        }
        return false;
    }

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

 E unlink(Node<E> x) {
        // assert x != null;
     	//先获取要删除节点的信息
        final E element = x.item;
        final Node<E> next = x.next;
        final Node<E> prev = x.prev;
		
     	//判断前驱是否存在，不存在，说明这个是第一个，那么就将x的后继设置为头结点
        if (prev == null) {
            first = next;
        } else {
            //否则，将x前驱的后继 执行x的后继 ，并且将x的后继设置为null
            prev.next = next;
            x.prev = null;
        }

     	//判断x的后继是否为null 为null就说明x的后继为尾结点 ，然后就将尾结点设置为x的前驱
        if (next == null) {
            last = prev;
        } else {
            //否则将x的前驱赋值给x后继的前驱
            next.prev = prev;
            x.next = null;
        }
		//将x的各个部分设置成null有助于垃圾回收的工作
        x.item = null;
        size--;
        modCount++;
        return element;
    }

删除操作的步骤

• 将x节点的前驱 的后继指向 x的后继
• 将 x 节点的前驱引用置空，断开与前驱的链接
• 将x节点的后继的前驱执行 x的前驱
• 将x节点的后继引用为null，断开后继的链接

这就是本文的全部内容啦

本文地址：https://blog.csdn.net/weixin_42419325/article/details/107088393