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作者是爪哇岛的新手，水平很有限，如果发现错误，一定要及时告知作者哦！感谢感谢！

文章目录

• • LinkedList概述
  • 数据结构
  • • 属性
    • 构造方法
    • • 无参构造
      • 有参构造
  • 内部类Node
  • LinkedLsit特有方法
  • • 1.addFirst()
    • 2.addLast()
    • 3.getFirst()
    • 4.getLast()
    • 5.removeFirst()
    • 6.removeLast()
• List接口
• • 核心方法
  • • 1.add(E e)
    • 2.add(int index, E element)
    • 3.remove(int index)
    • 4.get(int index)
    • 5.set(int index, E element)
    • 6.indexOf(Object o)
    • 7.lastIndexOf(Object o)
    • 8.clear()

LinkedList概述

LinkedList底层是基于双链表实现,内部使用节点存储数据,相比于数组而言,LinkedList删除和插入元素的效率远高于数组,而查找和修改的效率比数组要低。

数据结构

LinkedList的继承关系

说明

1. LinkedList实现了List接口,说明LinkedList可以当做一个顺序存储的容器
2. LinkedList实现了Queue接口,说明LinedList可以当做一个队列使用
3. LinkedList实现了Serializable,说明支持序列化
4. LinkedList是实现了Cloneable,说明支持克隆

属性

    //记录链表长度    transient int size = 0;  //头指针    transient node<E> first;//尾指针    transient Node<E> last;

构造方法

无参构造

public LinkedList() { }

有参构造

   public LinkedList(Collection<? extends E> c) {        this();        //将集合中的元素添加到链表中        addAll(c);    }//将指定集合中的元素添加到链表中    public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {        return addAll(size, c);    }    public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {        //检查index是否合法        checkPositionIndex(index);//将结合转换成数组        Object[] a = c.toArray();        //得到数组的长度        int numNew = a.length;        //判读数组长度是否为0        if (numNew == 0)            return false;//定义一个节点pred为前驱,succ为后继        Node<E> pred, succ;        //数组长度如果等于链表长度,向链表尾部添加元素        if (index == size) {            succ = null;//将后继置空            pred = last;//将链表的最后一个节点的引用赋值给pred        } else {            //index不等于size,则说明是插入链表中间位置            succ = node(index);//index位置节点的引用            pred = succ.prev;//index位置前一个节点的引用        }//遍历数组,每遍历一个数组元素,就创建一个节点,再将它插入链表相应位置        for (Object o : a) {            @SuppressWarnings("unchecked") E e = (E) o;//强制类型转换            Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, null);//构造节点            if (pred == null)                first = newNode;            else                pred.next = newNode;//插入元素            //更新pred为新节点的引用            pred = newNode;        }        if (succ == null) {            //如果是从尾部开始插入的，让last指向最后一个插入的节点            last = pred;        } else {             //如果不是从尾部插入的，则把尾部的数据和之前的节点连起来            pred.next = succ;            succ.prev = pred;        }        size += numNew;//更新链表长度        modCount++;        return true;    }

内部类Node

    private static class Node<E> {        E item;//链表中的数据域        Node<E> next;//记录当前节点的后一个节点的引用        Node<E> prev;//记录当前节点的前一个节点的引用        Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {//初始化节点            this.item = element;            this.next = next;            this.prev = prev;        }    }

LinkedLsit特有方法

源码如下

1.addFirst()

    public void addFirst(E e) {        linkFirst(e);    }    //头插     private void linkFirst(E e) {        final Node<E> f = first;//获取到头节点的引用        final Node<E> newNode = new Node<>(null, e, f);        first = newNode;//更新first的指向        if (f == null)//如果为空则说明链表为空            last = newNode;//让尾指针指向新节点        else            f.prev = newNode;//        size++;//长度自增        modCount++;    }

代码示例

public class Demo {    public static void main(String[] args) {        LinkedList<Integer> list = new LinkedList<Integer>();        list.addFirst(1);        list.addFirst(2);        list.addFirst(3);        System.out.println(list);    }}//运行结果//[3, 2, 1]

图解头插

2.addLast()

源码如下

public void addLast(E e) {        linkLast(e);//尾插} //尾插具体实现  void linkLast(E e) {        final Node<E> l = last;        final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);        last = newNode;        if (l == null)            first = newNode;        else            l.next = newNode;        size++;        modCount++;}

代码示例

public class Demo {    public static void main(String[] args) {        LinkedList<Integer> list = new LinkedList<Integer>();        list.addLast(1);        list.addLast(2);        list.addLast(3);        System.out.println(list);    }}//运行结果//[1, 2, 3]

图解尾插

3.getFirst()

源码如下

  public E getFirst() {        final Node<E> f = first;//得到first引用        if (f == null)//链表中无节点            throw new NoSuchElementException();//抛出异常        return f.item;//返回头节点的数据    }

4.getLast()

源码如下

public E getLast() {        final Node<E> l = last;//得到last引用        if (l == null)//链表中无节点            throw new NoSuchElementException();//抛出异常        return l.item;//返回头节点的数据    }

5.removeFirst()

源码如下

     public E removeFirst() {        final Node<E> f = first;//得到头节点的引用        if (f == null)//如果为null则没有头节点            throw new NoSuchElementException();//抛出异常        return unlinkFirst(f);//删除操作      }  //删除链表第一个节点      private E unlinkFirst(Node<E> f) {        // assert f == first && f != null;        final E element = f.item;//得到头节点的数据        final Node<E> next = f.next;//得到第二个节点的引用        f.item = null;//将头节点数据域置空        f.next = null; //将头节点next域置空        first = next;//更新first指针的指向        if (next == null)//next等于null,说明只有一个节点            last = null;        else            next.prev = null;//将第二个节点的preve置空        size--;//长度-1        modCount++;        return element;//返回要删除头节点的数据    }

6.removeLast()

源码如下

  public E removeLast() {        final Node<E> l = last;        if (l == null)            throw new NoSuchElementException();//抛出异常        return unlinkLast(l);    }     //删除链表最后个节点    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;    }

List接口

核心方法

1.add(E e)

源码如下

  public boolean add(E e) {        linkLast(e);        return true;    }   //尾插    void linkLast(E e) {        final Node<E> l = last;        final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);        last = newNode;        if (l == null)            first = newNode;        else            l.next = newNode;        size++;        modCount++;    }

2.add(int index, E element)

源码如下

  public void add(int index, E element) {        checkPositionIndex(index);//检查index合法性        if (index == size)//如果相等,插入到尾部            linkLast(element);//尾插        else//非尾部位置            linkBefore(element, node(index));//    }    private void checkPositionIndex(int index) {        if (!isPositionIndex(index))            throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));    }private boolean isPositionIndex(int index) {        return index >= 0 && index <= size;    }   void linkLast(E e) {        final Node<E> l = last;        final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);        last = newNode;        if (l == null)            first = newNode;        else            l.next = newNode;        size++;        modCount++;    }   void linkBefore(E e, Node<E> succ) {        //succ为要插入位置的节点,同时也是你要插入该位置节点的后继        final Node<E> pred = succ.prev;//得到插入位置的前驱        final Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, succ);//将元素,以及前驱和后继传入        succ.prev = newNode;//更新插入位置节点的前驱为要插入节点的引用        if (pred == null)//如果pred为空说明,要插入的节点已经跑到头节点之前了,需要重置头节点            first = newNode;        else            pred.next = newNode;//否则的话将pred的next域指向新节点即可        size++;        modCount++;    }    //寻找指定位置的节点    Node<E> node(int index) {       //如果index靠近链表的前部分,则从头开始遍历寻找要找的节点        if (index < (size >> 1)) {            Node<E> x = first;            for (int i = 0; i < index; i++)                x = x.next;            return x;        } else {//靠近后半部分,则倒着寻找            Node<E> x = last;            for (int i = size - 1; i > index; i--)                x = x.prev;            return x;        }    }

3.remove(int index)

源码如下

  public E remove(int index) {        checkElementIndex(index);//检查index合法性        return unlink(node(index));    }//删除index位置的具体操作   E unlink(Node<E> x) {                final E element = x.item;//要删除节点的值        final Node<E> next = x.next;//要删除节点的后一个节点的引用        final Node<E> prev = x.prev;//要删除节点的前一个节点//如果prev为空意味着删除的节点是头节点,否则就不是头节点        if (prev == null) {            first = next;        } else {            prev.next = next;            x.prev = null;//要删除的节点prev域置空        }//如果prev为空意味着删除的节点是尾节点,否则就不是尾节点        if (next == null) {            last = prev;        } else {            next.prev = prev;            x.next = null;//要删除的节点next域置空        }        x.item = null;//将要删除节点的数据域置空        size--;//链表的长度减一        modCount++;        return element;//返回删除节点的数据域的值    }

4.get(int index)

源码如下

   public E get(int index) {        checkElementIndex(index);        return node(index).item;    }    //寻找指定位置的节点    Node<E> node(int index) {       //如果index靠近链表的前部分,则从头开始遍历寻找要找的节点        if (index < (size >> 1)) {            Node<E> x = first;            for (int i = 0; i < index; i++)                x = x.next;            return x;        } else {//靠近后半部分,则倒着寻找            Node<E> x = last;            for (int i = size - 1; i > index; i--)                x = x.prev;            return x;        }    }

5.set(int index, E element)

源码如下

    public E set(int index, E element) {        checkElementIndex(index);        Node<E> x = node(index);        E oldVal = x.item;        x.item = element;        return oldVal;    }   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;        }    }

上述的get()和set()方法中的node()方法是以二分查找来看index位置距离size的一半位置,在决定从头遍历还是从尾遍历。以o(n/2)的效率得到一个节点。

6.indexOf(Object o)

源码如下

//从头往尾找该元素第一次出现的下标    public int indexOf(Object o) {        int index = 0;        //元素为null        if (o == null) {            for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {                if (x.item == null)                    return index;                index++;            }        } else {            //元素不为null            for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {                if (o.equals(x.item))                    return index;                index++;            }        }        return -1;//在链表中找不到    }

7.lastIndexOf(Object o)

源码如下

//从尾往头找该元素第一次出现的下标    public int lastIndexOf(Object o) {        int index = size;        if (o == null) {            for (Node<E> x = last; x != null; x = x.prev) {                index--;                if (x.item == null)                    return index;            }        } else {            for (Node<E> x = last; x != null; x = x.prev) {                index--;                if (o.equals(x.item))                    return index;            }        }        return -1;    }

8.clear()

源码如下

    //清空链表    public void clear() {//遍历链表将每个节点中next,prve,item全部置空        for (Node<E> x = first; x != null; ) {            Node<E> next = x.next;            x.item = null;            x.next = null;            x.prev = null;            x = next;        }        first = last = null;//头尾引用都置空        size = 0;//长度值为0        modCount++;    }

总结

• LinkedList 插入，删除都是移动指针效率很高。
• 查找需要进行遍历查询，效率较低。

ArrayList与LinkedList的区别

1. ArrayList底层是基于数组实现,LinkedList基于双链表实现
2. ArrayList在物理上是一定连续的,而LinkedList在物理上不一定连续,在逻辑上连续
3. ArrayList访问随机访问元素的时间复杂度为o(1),LinkedList则为o(n)
4. 头插入元素时,ArrayList需要搬运元素,时间复杂度为o(1)，链表只需要改变头指针的指向即可,复杂度为o(1)
5. ArrayList适用于频繁的访问元素,以及高效的存储元素上,LinkedList适应于任意位置插入和频繁删除元素的场景

终

来源地址：https://blog.csdn.net/qq_60308100/article/details/127647912