《Java基礎知識》Java LinkedList源碼分析

前言

在學習ArrayList的時候，不可避免的會和LinkedList做對比，所以我接下來學習一下LinkedList。

源碼分析

LinkedList的底層是雙向鏈表：https://www.cnblogs.com/jssj/p/11644125.html

鏈表節點的源碼

private static class Node<E> {
    E item;      // 存放元素
    Node<E> next;   // 指向下一個節點
    Node<E> prev;   // 指向上一個節點

    Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
        this.item = element;
        this.next = next;
        this.prev = prev;
    }
}

添加元素，解釋鏈表節點的指向操作

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++;     // 操作計數器
}

從代碼也很好理解就是雙向鏈表的插入邏輯。下面看一下查找元素的代碼

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;
    }
}

先判斷角標是離那邊近，選擇從尾部開始還是頭部開始循環查找。接下來看看刪除

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;
}

這個角標刪除，比較快指針的指向改一下即可，通過元素刪除就是先找到元素的角標，然後刪除。

LinkedList 還實現了雙端隊列的特性，（addFirst，addLast，getFirst，getLast） ，還是實現了棧的功能（push，poll）。

因爲循環查詢效率低，如果遇到遍歷，我們可以看看以下案例。

public class test2 {

    public static void main(String[] args) {
        LinkedList<String> linkedList = new LinkedList();
        for (int i = 0; i < 100000 ; i++) {
            linkedList.add(""+i);
        }

        long time1 = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < linkedList.size(); i++) {
            linkedList.get(i);
        }
        long time2 = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("for 循環："+(time2-time1));
        long time3 = System.currentTimeMillis();
        Iterator iterator = linkedList.iterator();
        while(iterator.hasNext()){
            iterator.next();
        }
        long time4 = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("Iterator 循環："+(time4-time3));
    }
}

運行效果：

運行速度效率非常明顯，所以鏈表一定要使用Iterator。但是Iterator的的功能有限，我們現在看看Iterator的子類，ListIterator

public class test2 {

    public static void main(String[] args) {
        LinkedList<String> linkedList = new LinkedList();
        for (int i = 0; i < 5 ; i++) {
            linkedList.add(""+i);
        }

        // 指定位置開始遍歷
        ListIterator iterator = linkedList.listIterator(3);
        while(iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }

        System.out.println("=========================================");
        // 倒序遍歷
        while(iterator.hasPrevious()){
            System.out.println(iterator.previous());
        }

    }
}

運行結果：

ListIterator可以實現更多Iterator不支持的功能，比如從指定位置開始或者倒序迭代。

總結

LinkedList的被使用的情況已經比較少，但是也是ArrayList進步的基石，所以也是有必要好好了解一下的。