LinkedList源码剖析(看不懂直播写检讨)

将分析以下内容

• 字段
• 构造函数
• 研究插入和删除
• 研究查询

1.首先来看一下LinkedList里面的属性

这个是数组存储元素的总数，相信size()方法大家都用过

transient int size = 0;

下面两个分别是首节点和为节点

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

这里顺便介绍一下数组中存储的基本单位——节点（包括节点内容，上一节点，下一节点）

private static class Node<E> {
    E item; //节点存储的内容
    Node<E> next; //下一节点
    Node<E> prev; //上一节点
    //三个参数的构造函数
    Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {...}
}

1.接下来看一下LinkedList里面的构造函数

如果是无参的构造函数，仅仅只会进行初始化

public LinkedList() {}

在介绍下一个构造函数之前，我们先来看一看LinkedList是如何获取元素的

public E get(int index) {
   checkElementIndex(index); //判断角标是否越界
    return node(index).item;
}

这里我们可以看到需要调用一个node()方法，并且我们可以知道该方法返回的是一个Node对象，接下来我们就看一看该方法

Node<E> node(int index) {						//index=34; size=100
    //判断查询索引在数组中点左边还是右边
    //左边：从第一个节点开始遍历
    //右边：从最后一个节点开始遍历
    if (index < (size >> 1)) {					//index(34) < (size >> 1)(50)
        Node<E> x = first; 						//从首节点开始遍历，找到索引节点并返回
        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;
    }
}

可以看到node()方法需要从首节点或是尾节点一个一个遍历，所以说当需要查询普遍时不要用LinkedList
接下来让我们来看一看LinkedList的另一构造函数

public LinkedList(Collection<? extends E> c) {
    this();
    addAll(c);
}

该构造函数传递了一个集合c，需要调用addAll()方法

public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
    return addAll(size, c);
}

addAll又需要调用addAll的另一个重载函数，注意此时将size也就是当前数组存储元素的总数作为下面函数的index索引

public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
    checkPositionIndex(index); //检查索引位置是否可做插入，也就比checkElementIndex多了size
    Object[] a = c.toArray();
    int numNew = a.length;
    //长度为空的话什么也不做
    if (numNew == 0)
        return false;
    //记录插入的前置节点和后置节点
    Node<E> pred, succ;
    //如果未指定角标，将succ设置为空，将pred设置为最后一个节点
    //否则将succ设置为指定索引处的节点，pred设置为succ的上一节点
    if (index == size) {
        succ = null;
        pred = last;
    } else {
        succ = node(index);
        pred = succ.prev;
    }
    //循环设置每个节点的前置和后置节点
    for (Object o : a) {
        @SuppressWarnings("unchecked") E e = (E) o;
        //创建新节点，设置节点内容和前置节点
        Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, null);
        //如果上一节点为空，说明为首节点，并设置first
        //否则设置前置节点的后置节点，使两个节点相互关联
        if (pred == null)
            first = newNode;
        else
            pred.next = newNode;
        pred = newNode;
    }
    //succ为空，说明未指定索引，设置尾节点
    //否则关联succ和所插入的最后一个节点
    if (succ == null) {
        last = pred;
    } else {
        pred.next = succ;
        succ.prev = pred;
    }
    
    size += numNew; //修改当前数组存储元素的总数
    modCount++;	//数组修改的次数,该变量在AbstractList定义，不研究
    return true;
}

为了方便理解，下面画了一个图，这是从中间插入集合，注意当使用集合初始化LinkedList是直接从末尾差入，这里相当于调用了addAll(int index, Collection<? extends E> c)方法，从指定位置插入集合

理解了addAll()再来看add()就非常简单了

public boolean add(E e) {
    linkLast(e);
    return true;
}
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++; //数组修改的次数,该变量在AbstractList定义，不研究
}

这里不做细说了，和上面一样，无非就是创建一个节点，维护该节点和前置节点的关系
最后我们来看一下LinkedList是如何实现删除

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

这里可以看到删除的具体逻辑是封装在unlink里面的

E unlink(Node<E> x) {
        final E element = x.item;
        final Node<E> next = x.next;
        final Node<E> prev = x.prev;
		//删除节点为首节点，设置首节点为后置节点
		//否则设置前置节点的后置节点为删除节点的后置节点
        if (prev == null) {
            first = next;
        } else {
            prev.next = next;
            x.prev = null;
        }
		//删除节点为尾节点，设置后置节点为前置节点
		//否则设置后置节点的前置节点为删除节点的前置节点
        if (next == null) {
            last = prev;
        } else {
            next.prev = prev;
            x.next = null;
        }
	
        x.item = null;
        size--;
        modCount++;
        return element;
    }

下面是另一个删除方法，这里不过细说

public boolean remove(Object o) {
	//循环遍历
	//当传入对象为null,==判断
	//否则equals判断
    if (o == null) {
        for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
            if (x.item == null) {
                unlink(x);
                return true;
            }
        }
    } else {
        for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
            if (o.equals(x.item)) {
                unlink(x);
                return true;
            }
        }
    }
    return false;
}

总结——

通过以上我们明白了LinkedList为什么不适合做查询

• get()方法会循环不断调用node.next或node.prev以找到查询元素，它没有数组的索引，只能通过节点之间的关联进行查询

为什么适合做插入和删除

• 只需要修改节点之间的关联