LinkedList的继承体系
主要属性
// 元素的个数
transient int size = 0;
// 链表首节点
transient Node<E> first;
// 链表末节点
transient Node<E> last;
内部node结构
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;
}
}
构造方法
public LinkedList() {
}
public LinkedList(Collection<? extends E> c) {
this();
addAll(c);
}
添加元素
// 从首添加元素
private void linkFirst(E e) {
// 首节点
final Node<E> f = first;
// 创建一个新节点,把首节点作为新节点的next
final Node<E> newNode = new Node<>(null, e, f);
// 设置首节点为新节点
first = newNode;
// 判断是否是第一个添加元素的,
// 如果是,把尾节点也设置为当前元素node
// 如果不是,把原有的节点上一个节点指向新节点
if (f == null)
last = newNode;
else
f.prev = newNode;
// 元素的个数+1
size++;
// 操作次数+1
modCount++;
}
// 从尾部添加元素
void linkLast(E e) {
// 尾节点
final Node<E> l = last;
// 创建一个新节点,设置上一个节点为尾节点
final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
// 设置尾节点为当前新节点
last = newNode;
// 判断是第一个添加的元素
// 如果是,设置首节点为当前节点Node
// 如果不是,设置尾节点的下一个元素为点前节点Node
if (l == null)
first = newNode;
else
l.next = newNode;
// 元素个数+1
size++;
// 操作次数+1
modCount++;
}
public void addFirst(E e) {
linkFirst(e);
}
public void addLast(E e) {
linkLast(e);
}
public boolean add(E e) {
linkLast(e);
return true;
}
// 作为无界队列,添加元素总是会成功的
public boolean offerFirst(E e) {
addFirst(e);
return true;
}
public boolean offerLast(E e) {
addLast(e);
return true;
}
指定位置插入元素
// succ前插入E
void linkBefore(E e, Node<E> succ) {
// assert succ != null;
// 获取succ上一个的节点
final Node<E> pred = succ.prev;
// 设置新的节点,上一个节点为原succ前节点,下节点为succ
final Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, succ);
// 重新设置succ的上一个节点
succ.prev = newNode;
// 如果succ前节点为空,那么新的节点为第一个节点
// 否则设置前置节点的下一个元素为当前元素
if (pred == null)
first = newNode;
else
pred.next = newNode;
// 元素个数+1
size++;
// 操作次数+1
modCount++;
}
// 指定位置添加元素
public void add(int index, E element) {
// 判断是否越界
checkPositionIndex(index);
// 判断当前位置是否等于元素的个数
// 如果相等的话直接插入到最后
// 不相等的话调用上一个方法
if (index == size)
linkLast(element);
else
linkBefore(element, node(index));
}
// 指定位置查找节点
Node<E> node(int index) {
// assert isElementIndex(index);
// 将集合的size进行二分
// 判断元素位置在前一段还是后一段
// 如果在前一段,循环首节点的下一个元素,直到当前
// 如果在后一段,循环尾节点的上一个元素,直到当前
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;
}
}
删除元素
// 删除首节点
private E unlinkFirst(Node<E> f) {
// assert f == first && f != null;
// 获取自身信息
final E element = f.item;
// 获取下一节点
final Node<E> next = f.next;
// 设置当前节点和下一节点为空,协助GC
f.item = null;
f.next = null; // help GC
// 设置首节点为下一个节点
first = next;
// 如果下一节点为空
// 那么设置尾节点为空
// 下一节点不为空,设置下一节点的上一个节点为空
if (next == null)
last = null;
else
next.prev = null;
// 元素个数-1
size--;
// 操作次数+1
modCount++;
// 返回当前元素
return element;
}
// 移除尾节点
private E unlinkLast(Node<E> l) {
// assert l == last && l != null;
// 当前节点
final E element = l.item;
// 上一节点
final Node<E> prev = l.prev;
// 设置当前节点和上一节点为空,协助GC
l.item = null;
l.prev = null; // help GC
// 设置尾节点为上一节点
last = prev;
// 判断上一节点是否为空
// 为空,设置首节点为null
// 不为空设置上一节点的下个节点为null
if (prev == null)
first = null;
else
prev.next = null;
// 集合数-1
size--;
// 操作次数+1
modCount++;
// 返回当前元素
return element;
}
// 指定节点删除
E unlink(Node<E> x) {
// assert x != null;
// 当前节点
final E element = x.item;
// 下一节点
final Node<E> next = x.next;
// 上一节点
final Node<E> prev = x.prev;
// 判断上一节点是否为空
// 为空,设置首节点当前节点的下一节点
// 不为空,设置上一节点的下一个元素为当前元素的下一节点。当前元素的上一节点设置为null
if (prev == null) {
first = next;
} else {
prev.next = next;
x.prev = null;
}
// 判断下一节点是否为空
// 为空,设置最后一个节点为上一节点
// 不为空,设置下一节点的上一节点为当前元素的上一节点,当前元素的下一节点设置为null
if (next == null) {
last = prev;
} else {
next.prev = prev;
x.next = null;
}
// 当前元素设置为null
x.item = null;
// 元素个数-1
size--;
// 操作次数+1
modCount++;
// 返回当前元素
return element;
}
public E removeFirst() {
final Node<E> f = first;
if (f == null)
throw new NoSuchElementException();
return unlinkFirst(f);
}
public E removeLast() {
final Node<E> l = last;
if (l == null)
throw new NoSuchElementException();
return unlinkLast(l);
}
public E pollFirst() {
final Node<E> f = first;
return (f == null) ? null : unlinkFirst(f);
}
public E pollLast() {
final Node<E> l = last;
return (l == null) ? null : unlinkLast(l);
}
public E remove(int index) {
checkElementIndex(index);
return unlink(node(index));
}
栈操作
public void push(E e) {
addFirst(e);
}
public E pop() {
return removeFirst();
}
栈的特性是LIFO(Last In First Out),所以作为栈使用也很简单,添加删除元素都只操作队列首节点即可。
总结
- 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;