LinkedList源码解析

1.基本原理

底层是一个双向链表来维护数据，在JDK1.7之前是一个双向循环链表

2.优缺点

1.优点

插入删除性能好，容量没有限制

可以用作内存队列或栈

2.缺点

随机访问性能差

3.源码分析

1.add()方法

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

调用了linkLast方法，然后返回true

linkLast方法如下：

首先让l指向last的位置，然后创建一个Node对象newNode，prev指针指向last，next指针指向null，元素为e，然后将last指向newNode节点，进入if判断，如果l为null说明是第一个元素，让first指向newNode，否则的话将newCode链接到l后面，最后进行size++

transient Node<E> first;
transient Node<E> last;

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;
        }
}

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++;
}

小结：

1.使用临时指针l记录最后一个元素的位子

2.创建一个新的节点，让节点的prev指针指向l

3.再将last指针指向新的元素，如果是第一次添加，也会将first指针指向该节点

2.add(int index,E element)方法

该方法是在某个位置增加一个元素，首先判断index是否在0-size的范围，如果不在报出异常，然后根据index判断，如果index==size，调用linkLast方法向尾节点插入元素，否则调用linkBefore方法插入

public void add(int index, E element) {
    checkPositionIndex(index);

    if (index == size)
        linkLast(element);
    else
        linkBefore(element, node(index));
}

首先通过node（int index）定位元素：

这里将size处以2来和index比较，如果index在左半边，从前开始寻找元素如果index在右半边，从后寻找元素（二分），确认了以后，执行linkBefore方法

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;
    }
}

linkBefore方法如下：

首先将之前node定位到的元素作为succ传入，pred指向它前一个节点，然后类似于linkLast方法插入元素

void linkBefore(E e, Node<E> succ) {
    // assert succ != null;
    final Node<E> pred = succ.prev;
    final Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, succ);
    succ.prev = newNode;
    if (pred == null)
        first = newNode;
    else
        pred.next = newNode;
    size++;
    modCount++;
}

3.removeLast方法

public E removeLast() {
    final Node<E> l = last;
    if (l == null)
        throw new NoSuchElementException();
    return unlinkLast(l);
}

使用l记录尾节点的位置，然后调用unlinkLast方法：

首先通过l.prev找到前一个元素，记为prev，然后将l断开，将last指针指向prev节点，最后返回最后一个元素

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;
}

4.removeFirst方法

public E removeFirst() {
    final Node<E> f = first;
    if (f == null)
        throw new NoSuchElementException();
    return unlinkFirst(f);
}

使用f记录头节点的位置，然后调用unlinkFirst方法：

之后类似于上面的方法

private E unlinkFirst(Node<E> f) {
    // assert f == first && f != null;
    final E element = f.item;
    final Node<E> next = f.next;
    f.item = null;
    f.next = null; // help GC
    first = next;
    if (next == null)
        last = null;
    else
        next.prev = null;
    size--;
    modCount++;
    return element;
}

5.remove(int index)方法

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

首先通过node方法定位节点，然后调用unlink方法：

通过next和prev两个指针断开x的前后指针，将next和prev重新相接，就可以从某个位置删除节点

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;
}