Java集合学习2——JDK1.8 LinkedList详解

索引

1.介绍

2.常用参数

3.构造方法

4.增

5.删

6.改

8.查

9.总结

1.介绍
LinkedList是一种基于双向链表实现的list。其结构相对于ArrayList来说是两个极端。ArrayList专注于查找的O(1)级别操作，LinkedList专注于增删的O(1)基本操作。

2.常用参数

transient int size = 0;  链表的大小
transient Node<E> first;  链表的头结点
transient Node<E> last;  链表的尾节点

3.构造函数

public LinkedList() {
    }

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

 public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
        return addAll(size, c);
    }

 public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
        //对index进行边界判断
        checkPositionIndex(index);
        //将传入集合类转化为数组
        Object[] a = c.toArray();
        int numNew = a.length;
        //如果数组长度为0，则返回false
        if (numNew == 0)
            return false;

        Node<E> pred, succ;
        //判断插入地方是否为last
        //是在尾部则前驱为last节点，后继为null
        if (index == size) {
            succ = null;
            pred = last;
        } else {

            //如果不是尾部，则在该节点和该节点的前驱之间插入
            succ = node(index);
            pred = succ.prev;
        }
        //遍历集合
        for (Object o : a) {
            @SuppressWarnings("unchecked") E e = (E) o;
            //创建一个节点前驱为pred，后继为空
            Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, null);
            //判断是否插入为头结点
            if (pred == null)
                first = newNode;
            else
                pred.next = newNode;
            //将perd指针后移，等待新的节点插入
            pred = newNode;
        }
        //插入结束
        if (succ == null) {
            last = pred;
        } else {
            pred.next = succ;
            succ.prev = pred;
        }
        //检查大小
        size += numNew;
        //操作数加1
        modCount++;
        return true;
    }
 //这个函数十分简单，就是通过index找到对应节点，
 //但是不同的是做了一个判断，检查index属于链表的左边还有右边，
 //如果在左边就从first开始遍历，如果在右边就从last开始遍历，
 //使最终遍历得大小最差的情况为链表大小的1/2.
 Node<E> node(int index) {
        // assert isElementIndex(index);

        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;
        }
    }

4.增

 public boolean add(E e) {
        //链表的添加，从这里我们可以发现，默认添加的方式为尾插法
        linkLast(e);
        return true;
    }
 //尾插法
 void linkLast(E e) {
        final Node<E> l = last;
        创建节点，前驱为last
        final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
        last指针指向新创建的节点
        last = newNode;
        如果这是个空指针，则新节点为first，同时也为last
        if (l == null)
            first = newNode;
        else
            //否则建立前驱->新节点的连接
            l.next = newNode;
        //大小+1
        size++;
        //操作数+1
        modCount++;
    }
 //头插法
  private void linkFirst(E e) {
        final Node<E> f = first;
        //新建节点，后继为first
        final Node<E> newNode = new Node<>(null, e, f);
        //first指针指向新节点
        first = newNode;
        //如果链表为空，last也为新节点
        if (f == null)
            last = newNode;
        else
        //否则原first的前驱就为newNode
            f.prev = newNode;
        //链表大小+1
        size++;
        //操作数+1
        modCount++;
    }

5.删除

//删除头结点
public E removeFirst() {
        final Node<E> f = first;
        if (f == null)
            throw new NoSuchElementException();
        return unlinkFirst(f);
    }
  //删除尾系节点
 public E removeLast() {
        final Node<E> l = last;
        if (l == null)
            throw new NoSuchElementException();
        return unlinkLast(l);
    }
  //删除指定的元素
 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;
    }
//我们会发现以上三个方法都是对于unlinkFirst()、unlinkLast()、unlink()方法的包装，所以我们应详细解读一下这三个方法
    //删除头结点，返回删除节点的元素
  private E unlinkFirst(Node<E> f) {
        // assert f == first && f != null;
        final E element = f.item;
        //获取头结点的后继
        final Node<E> next = f.next;
        //将头结点置空
        f.item = null;
        f.next = null; // help GC
        //first指针指向后继
        first = next;
        //如果删除头结点后，链表为空，则last=null
        if (next == null)
            last = null;
        else
            //否则新任头结点的前驱为空
            next.prev = null;
        size--;
        modCount++;
        //返回删除节点的元素
        return element;
    }
    //删除尾节点，与删除头结点几乎相同
     private E unlinkLast(Node<E> l) {
        // assert l == last && l != null;
        final E element = l.item;
        final Node<E> prev = l.prev;
        l.item = null;
        l.prev = null; // help GC
        last = prev;
        if (prev == null)
            first = null;
        else
            prev.next = null;
        size--;
        modCount++;
        return element;
    }

    //删除当前节点
     E unlink(Node<E> x) {
        // assert x != null;
        final E element = x.item;
        final Node<E> next = x.next;
        final Node<E> prev = x.prev;
        //注意对删除节点为first或last的情况进行特殊处理，这两层判断也可以处理空节点的问题。
        if (prev == null) {
            first = next;
        } else {
            prev.next = next;
            x.prev = null;
        }

        if (next == null) {
            last = prev;
        } else {
            next.prev = prev;
            x.next = null;
        }

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

6.改

    //修改指定位置的元素，并返回修改前的元素
    public E set(int index, E element) {
        //对index进行边界判断
        checkElementIndex(index);
        //寻找索引为index的节点
        Node<E> x = node(index);
        //对其进行赋值操作
        E oldVal = x.item;
        x.item = element;
        //返回修改之前的值
        return oldVal;
    }

7.查

    //这个比较简单，应该可以看懂
    //返回头结点指针
    public E getFirst() {
        final Node<E> f = first;
        if (f == null)
            throw new NoSuchElementException();
        return f.item;
    }
    //返回尾节点指针
    public E getLast() {
        final Node<E> l = last;
        if (l == null)
            throw new NoSuchElementException();
        return l.item;
    }
    //返回指定index节点指针
     public E get(int index) {
        checkElementIndex(index);
        return node(index).item;
    }

8.总结
LinkedList具有增删快，查询慢的特点。是一种基于双向链表的动态数据结构，并不是线程安全。