集合系列 LinkedList原始碼分析

本篇介紹的linkedlist是list介面的另一種實現，它的底層是基於雙向鍊錶實現的，因此它具有插入刪除快而查詢修改慢的特點，此外，通過對雙向鍊錶的操作還可以實現佇列和棧的功能。

linkedlist的底層結構如下圖所示。

f表示頭結點引用，l表示尾結點引用，鍊錶的每個結點都有三個元素，分別是前繼結點引用(p)，結點元素的值(e)，後繼結點的引用(n)。結點由內部類node表示，我們看看它的內部結構。

//結點內部類 private static class node

}

node這個內部類其實很簡單，只有三個成員變數和乙個構造器，item表示結點的值，next為下乙個結點的引用，prev為上乙個結點的引用，通過構造器傳入這三個值。接下來再看看linkedlist的成員變數和構造器。

//集合元素個數
transient
int size = 0;
//頭結點引用
transient nodefirst;
//尾節點引用
transient nodelast;
//無參構造器
public
linkedlist
(){}
//傳入外部集合的構造器
public
linkedlist
(collection extends e> c)

linkedlist持有頭結點的引用和尾結點的引用，它有兩個構造器，乙個是無參構造器，乙個是傳入外部集合的構造器。與arraylist不同的是linkedlist沒有指定初始大小的構造器。看看它的增刪改查方法。

//增(新增)
public
boolean
add(e e)
//增(插入)
public
void
add(int index, e element)
else 
}//刪(給定下標)
public e remove
(int index)
//刪(給定元素)
public
boolean
remove
(object o)
}} else }}
return
false;
}//改
public e set
(int index, e element)
//查public e get
(int index)

linkedlist的新增元素的方法主要是呼叫linklast和linkbefore兩個方法，linklast方法是在鍊錶後面鏈結乙個元素，linkbefore方法是在鍊錶中間插入乙個元素。linkedlist的刪除方法通過呼叫unlink方法將某個元素從鍊錶中移除。下面我們看看鍊錶的插入和刪除操作的核心**。

//鏈結到指定結點之前
void
linkbefore
(e e, nodesucc)
else 
//集合元素個數加一
size++;
//修改次數加一
modcount++;
}//解除安裝指定結點
e unlink
(nodex)
else 
//如果給定結點的下乙個結點為空, 說明給定結點為尾結點
if (next == null)  else 
//將給定結點的元素置空
x.item = null;
//集合元素個數減一
size--;
//修改次數加一
modcount++;
return element;
}

linkbefore和unlink是具有代表性的鏈結結點和解除安裝結點的操作，其他的鏈結和解除安裝兩端結點的方法與此類似，所以我們重點介紹linkbefore和unlink方法。

linkbefore方法的過程圖：

unlink方法的過程圖：

通過上面圖示看到對鍊錶的插入和刪除操作的時間複雜度都是o(1)，而對鍊錶的查詢和修改操作都需要遍歷鍊錶進行元素的定位，這兩個操作都是呼叫的node(int index)方法定位元素，看看它是怎樣通過下標來定位元素的。

//根據指定位置獲取結點
nodenode(int index) 
return x;
} else 
return x;
}}

通過下標定位時先判斷是在鍊錶的上半部分還是下半部分，如果是在上半部分就從頭開始找起，如果是下半部分就從尾開始找起，因此通過下標的查詢和修改操作的時間複雜度是o(n/2)。通過對雙向鍊錶的操作還可以實現單項佇列，雙向佇列和棧的功能。

單向佇列操作：

//獲取頭結點
public e peek
()//獲取頭結點
public e element
()//彈出頭結點
public e poll
()//移除頭結點
public e remove
()//在佇列尾部新增結點
public
boolean
offer
(e e)

雙向佇列操作：

//在頭部新增
public
boolean
offerfirst
(e e)
//在尾部新增
public
boolean
offerlast
(e e)
//獲取頭結點
public e peekfirst
()//獲取尾結點
public e peeklast
()

棧操作：

//入棧
public
void
push
(e e)
//出棧
public e pop
()

不管是單向佇列還是雙向佇列還是棧，其實都是對鍊錶的頭結點和尾結點進行操作，它們的實現都是基於addfirst()，addlast()，removefirst()，removelast()這四個方法，它們的操作和linkbefore()和unlink()類似，只不過乙個是對鍊錶兩端操作，乙個是對鍊錶中間操作。可以說這四個方法都是linkbefore()和unlink()方法的特殊情況，因此不難理解它們的內部實現，在此不多做介紹。到這裡，我們對linkedlist的分析也即將結束，對全文中的重點做個總結：

集合系列 LinkedList原始碼分析

LinkedList集合整理

泛型集合 LinkedList

集合 list 迭代 linkedList

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