基于JDK1.8的LinkedList剖析
之前写了一篇ArrayList，那么今天就写一篇他的姊妹篇，LinkedList。
众所周知，ArrayList底层数据是数组，可以在O(1)的时间内get到数据，但删除和插入就要O(n)时间复杂度。
所以出现了链表，链表可以在O(1)的时间内插入，并且不会浪费内存，用多少就链接多少即可。
我们从以下几个方面介绍LinkedList
- Node节点
- add方法
- remove方法
- get方法
(一)Node节点
1 private static class Node<E> { 2 E item; 3 Node<E> next; 4 Node<E> prev; 5 6 Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) { 7 this.item = element; 8 this.next = next; 9 this.prev = prev; 10 } 11 }
我们可以看出每个结点的组成部分有三个，一个是item数据，一个是prev前驱节点，一个是next后驱节点。
那么就可以知道LinkedList就是一个双向链表，每个节点既有指向后面的链表，也有指向前面的链表。如下图(画的不好，见谅)
(二)add方法
1 //最基本的add方法，其他方法都是这个方法的变体 2 public boolean add(E e) { 3 linkLast(e); 4 return true; 5 }
直接调用了linkLast方法(也就是说，add方法是默认插入到链表的尾端)，然后return 一个 true。
1 void linkLast(E e) { 2 //将链表的last节点给l 3 final Node<E> l = last; 4 final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null); 5 last = newNode; 6 //如果是第一个节点 7 if (l == null) 8 first = newNode; 9 //直接加入到尾节点的后面去 10 else 11 l.next = newNode; 12 size++; 13 modCount++; 14 }
我们知道add方法是在队列尾部添加元素，还是很容易的。首先用变量 l 指向最后一个节点，然后创建一个节点将它的prev指向 l ，这样newnode成为最后一个节点，使用last指向它，接着使 l 的next指向newnode，这种直接添加在队列尾部的方式还是很好理解的，我们重点看看如何添加在队列的中间位置。
1 public void add(int index, E element) { 2 //检查插入位置是否合法 3 checkPositionIndex(index); 4 5 //如果插入到最后，直接调用linkLast方法 6 if (index == size) 7 linkLast(element); 8 //否则调用linkBefore 9 else 10 linkBefore(element, node(index)); 11 }
直接看注释。在调用linkBefore之前，调用了node(index)确定插入的位置
1 Node<E> node(int index) { 2 // assert isElementIndex(index); 3 4 if (index < (size >> 1)) { 5 Node<E> x = first; 6 for (int i = 0; i < index; i++) 7 x = x.next; 8 return x; 9 } else { 10 Node<E> x = last; 11 for (int i = size - 1; i > index; i--) 12 x = x.prev; 13 return x; 14 } 15 }
首先判断在前半部分还是在后半部分，然后一个for循环查找。时间复杂度O(n), 没办法，链表的缺点。
1 void linkBefore(E e, Node<E> succ) { 2 // assert succ != null; 3 final Node<E> pred = succ.prev; 4 final Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, succ); 5 succ.prev = newNode; 6 if (pred == null) 7 first = newNode; 8 else 9 pred.next = newNode; 10 size++; 11 modCount++; 12 }
(三)remove方法
看完了添加，删除就显得简单些，无非分为两种，从头部删除，从中间删除，从头部删除和从尾部添加一样简单，从中间删除就是把此结点的前一个结点的next指向此结点的后一个结点，并把后一个结点的prev指向此节点的前一个结点，就是跳过此结点，最终将此结点null交给GC大人解决。为了篇幅，我们不再赘述。
(四)get方法
由于LinkedList是链表，get方法必须扫描一遍链表，效率极低，所以谨慎使用。
1 public E get(int index) { 2 //检查是否超过链表长度或者负数 3 checkElementIndex(index); 4 //node节点我前面分析过了，O(n)复杂度 5 return node(index).item; 6 }
从源代码中我们可以清晰的看到，所谓的get方法也就是，调用node方法遍历整个链表，只是其中稍微做了点优化，如果index的值小于size/2从头部遍历，否则从尾部遍历。可见效率一样低下，所以我们以后写程序的时候，如果遇到数据量不大但是需要经常遍历查找的时候使用ArrayList而不是LinkedList，如果数据量非常的大，但是不是很经常的查找时使用LinkedList。
