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- ⭐️1 linkedList的继承体系图
- ⭐️2 linkedList源码分析
- ⭐️2.1 linkedList的主要属性
- ⭐️2.2 linkedList源码
- ⭐️2.2.1 linkedList构造方法
- ⭐️2.2.2 添加元素的方法
- ⭐️在队首添加元素
- ⭐️在队尾添加元素
- ⭐️指定元素位置添加元素
- ⭐️添加元素的三种方法图示
- ⭐️2.2.3 删除元素
- ⭐️从首部删除元素
- ⭐️从尾部删除元素
- ⭐️删除指定下标节点
- ⭐️删除元素的三种方法图示
- ⭐️3 总结
从继承体系上可以看到 - linkedList实现了Queue和Deque接口，所以他可以作为List来使用，也可以作为双端队列来使用，甚至可以作为 - 栈来使用 - linkedList实现了Cloneable和Serializable接口，由此可得linkedList可以被克隆与序列化⭐️2 linkedList源码分析 ⭐️2.1 linkedList的主要属性
//size：链表中元素的数量 transient int size = 0; //first：链表中的头节点 transient Nodefirst; //last：链表中的尾节点 transient Node last;
transient：
在不需要序列化的属性前添加关键字transient，序列化对象的时候，这个属性就不会序列化到指定的目的地中
所以size，first，last均不会被序列化
无参构造
public linkedList() {
}
有参构造
//传入Collection集合并把Collection集合中的元素添加到linkedList集合中
public linkedList(Collection c) {
this();
addAll(c);
}
public boolean addAll(Collection c) {
return addAll(size, c);
}
public boolean addAll(int index, Collection c) {
//检查index是否越界
checkPositionIndex(index);
//将集合转成Object[]数组
Object[] a = c.toArray();
//获得数组长度，记录为numNew
int numNew = a.length;
//数组长度为0，则证明无可添加元素
if (numNew == 0)
return false;
//pred为要拼接的集合的前驱节点指针，succ为要拼接集合的后继节点指针
Node pred, succ;
//如果要插入位置的索引位于链表末尾
if (index == size) {
//集合c的后继为空
succ = null;
//集合c的前驱为原链表的尾节点
pred = last;
} else {
//node(index)为index索引处的节点，要插入集合的后继指向它
succ = node(index);
//要插入集合的前驱节点指向index所处节点的前一个节点
pred = succ.prev;
}
//开始插入
for (Object o : a) {
@SuppressWarnings("unchecked") E e = (E) o;
//创建新节点，新节点的前驱指向index所处节点的前驱
Node newNode = new Node<>(pred, e, null);
//如果为空则证明，要插入的节点位于链表的首部
if (pred == null)
//首指针指向新节点
first = newNode;
else
//否则pred的后继指向新节点
pred.next = newNode;
//pred向后移动
pred = newNode;
}
//如果succ==null,说明index处于链表尾部，直接在尾部添加集合
if (succ == null) {
//尾指针指向拼接完成的链表的尾部
last = pred;
} else {
//否则，要插入集合尾部的后继为succ
pred.next = succ;
//succ的前驱指向插入集合的尾部
succ.prev = pred;
}
//链表容量+要插入集合的长度
size += numNew;
//链表修改次数+1
modCount++;
return true;
}
⭐️2.2.2 添加元素的方法
⭐️在队首添加元素linkedList作为一个双端队列，既可以从队列首部添加元素，也可以从队列尾部添加元素
public void addFirst(E e) {
//调用linkFirst方法，将e元素插到linkedlist首部
linkFirst(e);
}
private void linkFirst(E e) {
//f记录队列首节点
final Node f = first;
//创建新节点，使新节点的next为原队列首节点,新节点的prev为空
final Node newNode = new Node<>(null, e, f);
//新节点作为新的首节点，首指针指向新节点
first = newNode;
//判断链表是否为空
//如果为空则尾指针last指向新节点
//否则将原队列首节点的prev指向新节点
if (f == null)
last = newNode;
else
f.prev = newNode;
//链表容量+1
size++;
//链表被修改次数+1，说明这是一个支持fail-fast的集合
modCount++;
}
public void addLast(E e) {
//调用linkLast方法，将e元素插到linkedlist尾部
linkLast(e);
}
void linkLast(E e) {
//l记录队列尾节点
final Node l = last;
//创建新节点，新节点的prev为原队列尾节点，新节点的next为空
final Node newNode = new Node<>(l, e, null);
//新节点作为新的尾节点，尾指针指向新节点
last = newNode;
//判断链表中是否有元素节点
//如果为空则新节点为队列第一个元素
//那么头指针也指向新节点
if (l == null)
first = newNode;
else
//如果链表不为空，原来的最后一个节点的next指向新节点,使新节点加入链表
l.next = newNode;
//链表容量+1
size++;
//链表被修改的次数+1，说明这是一个支持fail-fast的集合
modCount++;
}
public void add(int index, E element) {
//检查index是否越界
checkPositionIndex(index);
//判断index是不是尾部位置
if (index == size)
//如果index是尾部位置，则直接将他插入到尾节点之后
linkLast(element);
else
//否则在中间位置，调用linkBefore，在中间位置插入结点
//node(index)为当前要插入位置的节点
linkBefore(element, node(index));
}
//根据index寻找index位置上的Node节点
Node node(int index) {
//size>>1=size/2,如果index> 1)) {
//从头节点开始定位index元素的位置
Node x = first;
for (int i = 0; i < index; i++)
x = x.next;//没有到达index之前，指针一直向后移动
return x;//到达index位置，将该位置的node节点返回
} else {
//否则从尾节点开始查找index元素
Node x = last;
for (int i = size - 1; i > index; i--)
x = x.prev;//没有到达index之前，指针一直向前移动
return x;//到达index位置，将该位置的node节点返回
}
}
//e为要插入节点，succ为原位置节点
void linkBefore(E e, Node succ) {
//找到原位置节点的前一个节点，标记为pred
final Node pred = succ.prev;
//创建根据e新节点，新节点的prev为原位置节点的前一个节点，新节点的next为原位置节点
final Node newNode = new Node<>(pred, e, succ);
//原位置节点的前置指针prev指向新节点
succ.prev = newNode;
//如果succ为链表的第一个元素
if (pred == null)
//那么first指针指向新节点，新节点作为链表头节点
first = newNode;
else
//否则pred的next为新节点
pred.next = newNode;
//链表容量+1
size++;
//链表被修改次数+1
modCount++;
}
⭐️添加元素的三种方法图示
可以看到，在队列首尾添加元素很高效，时间复杂度为O(1)
在中间添加元素效率很低，需要先找到插入位置的节点，再修改前后指针，时间复杂度为O(n)
⭐️2.2.3 删除元素⭐️从首部删除元素我们上面讲到，linkedList实现了Queue和Deque接口，所以他可以作为List来使用，也可以作为双端队列来使用，那么作为双端队列，他可以从队列首部删除元素，也可以从队列尾部删除元素，而作为List，他也可以从中间删除元素
public E removeFirst() {
//获取首节点
final Node f = first;
//如果首节点为空，则链表为空，抛出NoSuchElementException()异常
if (f == null)
throw new NoSuchElementException();
//否则删除首部元素
return unlinkFirst(f);
}
private E unlinkFirst(Node f) {
// assert f == first && f != null;
//获取首部节点的值，用来返回
final E element = f.item;
//获得首节点的后继节点
final Node next = f.next;
//将首节点的值置空
f.item = null;
//将首节点的后继置空
f.next = null; // 置空的目的是方便GC进行垃圾回收
//将首节点的后继作为新的首节点
first = next;
//删除之后如果链表为空
if (next == null)
//则把last也置为空
last = null;
else
//将next的前驱置为空
next.prev = null;
//链表的容量-1
size--;
//链表的修改次数+1
modCount++;
//将被删除元素返回
return element;
}
⭐️从尾部删除元素
public E removeLast() {
//获取尾节点
final Node l = last;
//链表为空则抛出异常
if (l == null)
throw new NoSuchElementException();
//否则删除尾部元素
return unlinkLast(l);
}
private E unlinkLast(Node l) {
//获取尾节点的值
final E element = l.item;
//获取尾节点的前驱
final Node prev = l.prev;
//将尾节点的值置为空
l.item = null;
//将尾节点的前驱置为空
l.prev = null; //垃圾回收
//尾节点的前驱作为新的尾节点
last = prev;
//如果尾节点的前驱为空，则链表为空，将first置为空
if (prev == null)
first = null;
else
//否则prev的后继置为空
prev.next = null;
//链表的容量-1
size--;
//链表被修改的次数+1
modCount++;
//将被删除的尾节点返回
return element;
}
⭐️删除指定下标节点
public E remove(int index) {
//检查索引是否越界，越界则抛出IndexOutOfBoundsException异常
checkElementIndex(index);
//node(index)为要删除的节点
return unlink(node(index));
}
//根据index寻找index位置上的Node节点
Node node(int index) {
//size>>1=size/2,如果index> 1)) {
//从头节点开始定位index元素的位置
Node x = first;
for (int i = 0; i < index; i++)
x = x.next;//没有到达index之前，指针一直向后移动
return x;//到达index位置，将该位置的node节点返回
} else {
//否则从尾节点开始查找index元素
Node x = last;
for (int i = size - 1; i > index; i--)
x = x.prev;//没有到达index之前，指针一直向前移动
return x;//到达index位置，将该位置的node节点返回
}
}
E unlink(Node x) {
//获得要删除节点(x)的值
final E element = x.item;
//获得x的后继节点
final Node next = x.next;
//获得x的前驱节点
final Node prev = x.prev;
//如果前驱为空，则x为首节点，则将x的后继作为新的首节点
if (prev == null) {
first = next;
} else {
//则前驱的next指向x的后继
prev.next = next;
//将x的前驱置空
x.prev = null;
}
//如果后继为空，则x为尾节点，将x的前驱作为新的尾节点
if (next == null) {
last = prev;
} else {
//否则将后继的prev指向x的前驱
next.prev = prev;
//x的后继置为空
x.next = null;
}
//经过上面两个步骤，x的前驱后继均为空，将x的值置为空，便于GC垃圾回收
x.item = null;
//链表的容量-1
size--;
//链表被修改的次数+1
modCount++;
//将被删除的元素返回
return element;
}
⭐️删除元素的三种方法图示
由此我们可以得知
- 删除元素时，在队列首尾删除元素很高效，时间复杂度为O(1)
- 在中间删除元素比较低效，首先要站到删除位置的节点，再修改前后指针，时间复杂度为O(n)
- linkedList是一个以双链表实现的List； - linkedList还是一个双端队列，具有队列、双端队列、栈的特性； - linkedList在队列首尾添加、删除元素非常高效，时间复杂度为O(1)； - linkedList在中间添加、删除元素比较低效，时间复杂度为O(n)； - linkedList不支持随机访问，所以访问非队列首尾的元素比较低效； - linkedList在功能上等于ArrayList + ArrayDeque；
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