从面试角度分析LinkedList源码

注：本系列文章中用到的从面jdk版本均为java8

LinkedList类图如下：

LinkedList底层是由双向链表实现的。链表好比火车，试角每节车厢包含了车厢和连接下一节车厢的度分连接点。而双向链表的从面每个节点不仅有指向下一个节点的指针，还有指向上一个节点的试角指针。

在LinkedList源码中有一个Node静态类，度分源码如下：

private static class Node<E> {      E item;     Node<E> next;     Node<E> prev;     Node(Node<E> prev,从面 E element, Node<E> next) {          this.item = element;         this.next = next;         this.prev = prev;     } } 

一个Node节点包含三个部分，分别是试角

item：数据 next：下一个节点的指针 prev：上一个节点的指针

LinkedList的主要变量如下：

// 集合中的元素数量 transient int size = 0; /**   * 首节点的指针.   * Invariant: (first == null && last == null) ||   *            (first.prev == null && first.item != null)   */ transient Node<E> first; /**   * 尾结点的指针.   * Invariant: (first == null && last == null) ||   *            (last.next == null && last.item != null)   */ transient Node<E> last; 

一、添加元素

LinkedList支持在任意节点位置添加元素，度分不仅提供了集合常用的从面add()方法，还提供了addFirst()和addLast()，试角add()方法默认调用addLast()方法，度分也就是从面默认是往链表尾部插入元素的。

add()方法源码：

public boolean add(E e) {      linkLast(e);     return true; } 

1.1 尾部插入元素

linkLast()源码如下：

void linkLast(E e) {      final Node<E> l = last;     final Node<E> newNode = new Node<>(l,试角 e, null);     last = newNode;     if (l == null)         first = newNode;     else         l.next = newNode;     size++;     modCount++; } 

我们来画张图演示一下如何给链表尾部插入元素：

假如链表中没有元素

对应源码中的if语句，如果没有元素则新增的站群服务器度分这个节点为链表中唯一的一个元素，既是首节点，又是尾结点，前一个元素的指针和后一个元素的指针都是null。这里注意head节点不是第一个节点，head节点只是标识了这个链表的地址。

假如链表中有元素

对应源码中else语句。先将新增的元素当成Last节点，然后将原来的Last节点的next指向新节点。

else     l.next = newNode; 

一图胜前言，画个图是不是什么都明白了。

1.2 头部插入元素

linkFirst()源码如下：

private void linkFirst(E e) {      final Node<E> f = first;     final Node<E> newNode = new Node<>(null, e, f);     first = newNode;     if (f == null)         last = newNode;     else         f.prev = newNode;     size++;     modCount++; } 

还是根据上面的图来解读一下源码，先将第一个节点赋值给中间变量f，将新节点newNode赋值给first节点。如果链表没有元素，则Last节点和First节点都是新插入的高防服务器节点newNode，否则，将原来的First节点的头指针指向新节点。

二、删除元素

LinkedList提供的删除方法有根据索引和元素删除，除此之外还提供删除第一个元素和最后一个元素的方法，这里我们只分析一下根据索引删除的方法。

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

checkElementIndex(index)方法就是用来判断传输的索引值是否合法，不合法则抛出数组越界异常。重点来看一下unlink(node(index))方法是如何删除元素的。

node(index)方法源码：

node(index)方法就是根据索引获取该索引位置的节点

Node<E> node(int index) {      // assert isElementIndex(index);     // 如果指定下标 < 一半元素数量，则从首结点开始遍历     // 否则，从尾结点开始遍历     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;     } } 

unlink(Node x)源码如下：

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;     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; } 

画张图分析一下删除是如何进行的：

假设删除的是第一个元素：则它的prev==NULL，我们需要将他的后一个元素(图中的second)作为第一个元素 假设删除的亿华云计算是最后一个元素，则它的next==null，我们需要将他的前一个元素(图中的second)作为最后一个元素 如果是中间的任意元素，则需要将它的前一个元素的next指针指向它的后一个元素，同时将它的后一个元素的prev指针指向它的前一个元素。

三、总结

LinkedList底层是由双向链表实现的，由于是链表实现的，不仅要存放数据，还要存放指针，所以内存开销要比ArrayList大，删除元素不需要移动其他元素，只需要改变指针的指向，因此删除效率更高，同时它没有实现RandomAccess接口，因此使用迭代器遍历要比for循环更加高效。LinkedList也支持插入重复值和空值，同样也是线程不安全的。

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