LinkedList 源码解析-优快云博客

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本文深入分析了LinkedList的数据结构和核心操作实现，包括节点追加、删除、查询等关键方法，并探讨了其高效的迭代器实现。

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LinkedList 源码解析

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一、引导语

LinkedList适用于集合元素先进先出和先入后出的场景。

二、整体构架

LinkedList底层数据结构是一个双向链表，整体结构如下如图：
在这里插入图片描述

链表中每个节点叫Node，Node有Pre属性，代表前一个节点的位置，next属性代表后一个节点的属性。
first是双向链表的头结点，他的前一个节点是null
last是双向链表的尾结点，后一个节点是null
当链表中没有数据时，first和last是同一个节点，前后都是指向null
双向链表，没有存储限制

1.Node的组成部分

Node<E> next; // 指向的下一个节点
Node<E> prev; // 指向的前一个节点
// 初始化参数顺序分别是：前一个节点、本身节点值、后一个节点
Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
this.item = element;
this.next = next;
this.prev = prev;
}
}

二、源码分析

1.追加（新增）

追加节点时，可以向投不添加也可以向尾部添加。add（）方法是向默认向尾部添加的，addfirst方法是向头部开始添加的，我们看看两种不同的添加方式

1.1 从尾部开始添加

// 从尾部开始追加节点
void linkLast(E e) {
// 把尾节点数据暂存
final Node<E> l = last;
// 新建新的节点，初始化入参含义：
// l 是新节点的前一个节点，当前值是尾节点值
// e 表示当前新增节点，当前新增节点后一个节点是 null
final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
// 新建节点追加到尾部
last = newNode;
//如果链表为空（l 是尾节点，尾节点为空，链表即空），头部和尾部是同一个节点，都是新建的节
if (l == null)
first = newNode;![图片描述](//img.mukewang.com/5d5fc69600013e4803600240.gif)
//否则把前尾节点的下一个节点，指向当前尾节点。
else
l.next = newNode;
//大小和版本更改
size++;
modCount++;
}

1.2 从头部开始添加

代码如下（示例）：

头部追加节点和尾部和加上节点非常相似，只是移动头结点的prev指向，后者是移动尾结点的next指向。

// 头节点赋值给临时变量
final Node<E> f = first;
// 新建节点，前一个节点指向null，e 是新建节点，f 是新建节点的下一个节点，目前值是头节点的
final Node<E> newNode = new Node<>(null, e, f);
// 新建节点成为头节点
first = newNode;
// 头节点为空，就是链表为空，头尾节点是一个节点
if (f == null)
last = newNode;
//上一个头节点的前一个节点指向当前节点
else
f.prev = newNode;
size++;
modCount++;
}

2 节点删除

节点删除和节点添加方法类似，我们可以选择从头部开始删除，也可以选择从尾部删除，删除操作会把节点的值，前后指向节点都置为null，帮助GC回收

1.1从头部删除

//从头删除节点 f 是链表头节点
private E unlinkFirst(Node<E> f) {
// 拿出头节点的值，作为方法的返回值
final E element = f.item;
// 拿出头节点的下一个节点
final Node<E> next = f.next;
//帮助 GC 回收头节点
f.item = null;
f.next = null;
// 头节点的下一个节点成为头节点
first = next;
//如果 next 为空，表明链表为空
if (next == null)
last = null;
//链表不为空，头节点的前一个节点指向 null
else
next.prev = null;
//修改链表大小和版本
size--;
modCount++;
return element;
}

从源码中我们可以了解到，链表结构的节点新增、删除都非常简单，仅仅把前后节点的指向修改
下就好了，所以 LinkedList 新增和删除速度很快。

3 节点查询

// 根据链表索引位置查询节点
Node<E> node(int index) {
// 如果 index 处于队列的前半部分，从头开始找，size >> 1 是 size 除以 2 的意思。
if (index < (size >> 1)) {
Node<E> x = first;
// 直到 for 循环到 index 的前一个 node 停止
for (int i = 0; i < index; i++)
x = x.next;
return x;
} else {// 如果 index 处于队列的后半部分，从尾开始找
Node<E> x = last;
// 直到 for 循环到 index 的后一个 node 停止
for (int i = size - 1; i > index; i--)
x = x.prev;
return x;
}
}