【源码解析】面试必问的LinkedList,看这篇文章就够了

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本文基于JDK1.8

前言

LinkedList由于实现了Deque这个接口,所以可以当队列使用。不过一般要用队列的时候推荐使用ArrayDeque,所以这里就不讲LinkedList的栈和队列功能了🌚。还是和上篇ArrayList一样,讲些常用的方法。

LinkedList内部是由双链表组成的,里面存放着一个个Node,每个Node又包含三个元素(prev,item,next):

  • prev:指向前一个Node
  • item:存放存入的数据
  • next:指向下一个Node

链表的第一个Nodeprevnull,最后个Nodenextnull

我简单的画了一张图,可以看下

这个prev和next并不是指向null,因为内存中没有为null分配空间,这边是表示是prev和next为null;

本文内容

内部变量

相比于ArraylistLinkedList内部变量就少得多,就只有三个,size存这当前元素的个数,first指向链表的第一个,last指向列表的最后一个

构造方法

无参构造方法

代码实现

List<String> list=new LinkedList<>();

源码分析

无参构造只是初始化了数据,并未做任何操作(初始化 size=0 first=null last=null)

有参构造方法

代码实现

List<String> oldList=new LinkedList<>();
List<String> newList=new LinkedList<>(oldList);

源码分析

由于篇幅有限,addAll()方法这边就不讲了,后面另写文章再讲,里面的操作就相当于把集合里的元素复制到新集合里面。

get方法

get(int index)

这里先讲get()方法,然后再讲add()方法,原因是插入方法里用到的调用的方法个get()方法里是一样的

代码实现

List<String> list=new LinkedList<>();
list.add("hui");
list.add("灰");
list.add("灰2");
list.add("灰3");
list.get(2);

源码分析

  • checkElementIndex(int index)检查越界
  • node(int index)查找Node

add方法

add(E e)

代码实现

List<String> list=new LinkedList<>();
list.add("hui");

源码分析

  • linkLast(E e)连接最后一个元素
  • Node<E>内部类

就像开头说的,每个Node里有三个,prev:指向前一个Nodeitem:存放存入的数据,next:指向下一个Node

private static class Node<E{
    E item;
    Node<E> next;
    Node<E> prev;

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

流程图

  • 第一次添加时的流程示意图
第一次添加时的流程示意图
第一次添加时的流程示意图
  • 不是第一次添加
不是第一次添加
不是第一次添加

add(int index, E element)

代码实现

List<String> list=new LinkedList<>();
list.add("hui");
list.add("灰");
list.add(1,"hk");

源码分析

这边插入元素时,先判断插入的位置是不是尾部,如果不尾部的话,先调用和get()那个一样的方法,来查找要插入位置的当前元素,然后进行插入操作

  • checkPositionIndex(int index)检查是否越界

这个检查越界的方法个get()检查越界的方法有点不同,它是可以等于size的,因为linkedList的索引设计也是从0开始的,所以size永远比索引大1

  • linkBefore(E e, Node<E> succ)插入元素操作

流程图

上面说的可能有点绕,看看流程图就明白了,哈哈

  • 添加的位置为第一个
添加的位置为第一个
添加的位置为第一个
  • 添加的位置为中间
添加的位置为中间
添加的位置为中间

set方法

set(int index, E element)

代码实现

List<String> list=new LinkedList<>();
list.add("hui");
list.set(0,"灰");

源码解析

这里大多调用的是和get()里一样的方法

remove方法

remove(int index)

按索引删除,先找到被删除的Node,然后解除相关链接,设置Node里三大元素为null,删除后返回被删除Node里的item

代码实现

List<String> list=new LinkedList<>();
list.add("hui");
list.add("灰");
list.remove(1);

源码解析

  • unlink(Node<E> x)解除Node的连接,然后返回被解除链接的item

流程图

  • 删除的是链表里的第一个元素
删除的是链表里的第一个元素
删除的是链表里的第一个元素
  • 删除的是链表里的中间元素
  • 删除的是链表里的最后一个元素

remove(Object o)

这个删除就比较了,它是从头开始一一对比,时间复杂度为O(n),这个删除也是只删除最早添加的数据

代码实现

List<String> list=new LinkedList<>();
list.add("hui");
list.remove("hui");

源码解析

unlink()方法就是上面讲的那个

clear方法

clear()

代码实现

List<String> list=new LinkedList<>();
list.add("hui");
list.clear();

源码解析

总结

LinkedList里删除,添加操作一般就两个步骤,变换前后Node指向的地址,删除操作把对应Node里的三个变量都设置为null,方便GC回收。

如果要删除元素时,最好选择传入索引删除,他比直接传入要删除的对象的方法要快很多