简介

LinkedList是个实现了List接口和Deque接口的双端链表。具有以下特性：

• 支持高效的插入和删除操作，定位到节点后直接插入/删除即可，无需像ArrayList移动大量元素
• 实现了Deque接口，同时具有双向队列的特性
• 线程不安全，如需线程安全，使用静态类Collections类中的synchronizedList方法
• 查找元素需要遍历，效率较低

内部结构分析

LinkedList内部有以下3个字段，first指向链表头部，last指向链表尾部，size表示链表的长度。

transient int size = 0;
/**
* Pointer to first node.
* Invariant: (first == null && last == null) ||
*
(first.prev == null && first.item != null)
*/
transient Node<E> first;
/**
* Pointer to last node.
* Invariant: (first == null && last == null) ||
*
(last.next == null && last.item != null)
*/
transient Node<E> last;

链表节点Node代码如下：

private static class Node<E> {
E item;//节点值
Node<E> next;//后继节点
Node<E> prev;//前驱节点
Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
this.item = element;
this.next = next;
this.prev = prev;
}
}

可以看到LinkedList每个节点需要多存储前驱节点和后继节点两个指针，所以LinkedList的节点相比ArrayList的会耗费更多空间。但又由于他是链表结构，所以插入/删除效率更高。

源码分析（JDK1.8）

add方法

addAll(int index, Collection c)： 从指定位置把集合里的元素插入链表

public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
//1:检查index范围是否在size之内
checkPositionIndex(index);
//2:把集合的数据转存至对象数组中
Object[] a = c.toArray();
int numNew = a.length;
if (numNew == 0)
return false;
//3:得到插入位置的前驱节点和后继节点
Node<E> pred, succ;
//如果插入位置为尾部，前驱节点为last，后继节点为null
if (index == size) {
succ = null;
pred = last;
}
//否则，调用node()方法得到后继节点，再得到前驱节点
else {
succ = node(index);
pred = succ.prev;
}
// 4:遍历数据将数据插入
for (Object o : a) {
@SuppressWarnings("unchecked") E e = (E) o;
//创建新节点，同时设置好新节点的前驱节点
Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, null);
//如果插入位置在链表头部
if (pred == null)
first = newNode;
else
pred.next = newNode;
pred = newNode;
}
//如果插入位置在尾部，修改last节点的指向
if (succ == null) {
last = pred;
}
//否则，将插入后的链表末端与先前原位置的链表连接起来
else {
pred.next = succ;
succ.prev = pred;
}
size += numNew;
modCount++;
return true;
}

概括一下，addAll总共有4步：

1. 检查插入位置index是否在[0,size]之间
2. 使用toArray方法把集合数据存到对象数组中去
3. 获取插入位置的前驱节点和后继节点
4. 遍历对象数组，将数据插入链表

add(int index, E element)：把元素插入指定位置

public void add(int index, E element) {
checkPositionIndex(index);
//把元素添加到链表尾部
if (index == size)
linkLast(element);
//把元素添加到链表中间
else
linkBefore(element, node(index));
}

linkLast: 将元素链接到尾部

void linkLast(E e) {
final Node<E> l = last;
//把旧的尾部节点 作为新节点的前驱节点
final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
//改变last节点指向
last = newNode;
//若原来链表为空，则把first指向新节点
if (l == null)
first = newNode;
//否则把旧last节点指向新节点
else
l.next = newNode;
size++;
modCount++;
}

linklinkBefore: 在指定节点succ前面插入新节点

void linkBefore(E e, Node<E> succ) {
// assert succ != null;
final Node<E> pred = succ.prev;
//新建节点
final Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, succ);
//将指定节点的前驱节点设为新节点
succ.prev = newNode;
//如果指定节点是头节点，那么修改first指向
if (pred == null)
first = newNode;
//否则修改好指定节点的前驱节点的指向
else
pred.next = newNode;
size++;
modCount++;
}

get方法

get(int index)： 根据指定索引返回该位置的数据

public E get(int index) {
//检查index是否越界（在[0,size)之间）
checkElementIndex(index);
//调用node定位到对应索引的节点，返回它的值
return node(index).item;
}

node方法也可以小小学习一下：

1. 用位运算计算出链表长度的一半，再判断索引是位于前一半还是后一半
2. 位于前一半则从头遍历，后一半则从后往前遍历。这样提高了定位节点的效率。

Node<E> node(int index) {
//如果索引是在链表的前一半里，则从头遍历
if (index < (size >> 1)) {//size >> 1 等同于 size/2
Node<E> x = first;
for (int i = 0; i < index; i++)
x = x.next;
return x;
//否则从后往前遍历，这样可以降低搜索的时间复杂度，提高搜索效率
} else {
Node<E> x = last;
for (int i = size - 1; i > index; i--)
x = x.prev;
return x;
}
}

int indexOf(Object o)： 从头遍历找指定对象对应的索引

public int indexOf(Object o) {
int index = 0;
//如果是null，则用==比较
if (o == null) {
for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
if (x.item == null)
return index;
index++;
}
//如果非null，则用equals比较
} else {
for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
if (o.equals(x.item))
return index;
index++;
}
}
return -1;
}

lastIndexOf结构也差不多，区别就是它从后往前遍历。

remove方法

remove(Object o): 删除指定元素

public boolean remove(Object o) {
//如果删除对象为null
if (o == null) {
//从头开始遍历
for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
//找到元素
if (x.item == null) {
//从链表中移除找到的元素
unlink(x);
return true;
}
}
} else {
//从头开始遍历
for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
//找到元素
if (o.equals(x.item)) {
//从链表中移除找到的元素
unlink(x);
return true;
}
}
}
return false;
}

unlink：将指定节点x从链表中删去

E unlink(Node<E> x) {
// assert x != null;
//要删除的节点
final E element = x.item;
final Node<E> next = x.next;
final Node<E> prev = x.prev;
//如果删除的是头节点，那么修改first指向为其后继节点
if (prev == null) {
first = next;
} else {//否则修改好其前驱节点的后继节点的指向
prev.next = next;
x.prev = null;
}
//如果删除的是尾节点，那么把last指向为其前驱节点
if (next == null) {
last = prev;
} else {//否则修改好其后继节点的前驱节点的指向
next.prev = prev;
x.next = null;
}
//置为null，方便GC
x.item = null;
size--;
modCount++;
return element;
}

其他remove方法也都不难懂，不多说了，都是调用unlink进行节点的删除。

Reference

1. JavaGuide
2. jdk1.8 LinkedList源码全分析

最后

以上就是无限洋葱为你收集整理的LinkedList容器学习笔记简介内部结构分析源码分析（JDK1.8）Reference的全部内容，希望文章能够帮你解决LinkedList容器学习笔记简介内部结构分析源码分析（JDK1.8）Reference所遇到的程序开发问题。

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