• LinkedList源码分析


    说明:本文基于jdk1.7源码

    LinkedList 是一个双向链表,它也可以被当作栈、队列(Queue)或双端队列(Deque)进行操作。LinkedList随机访问效率低,但随机插入和删除效率高。

    LinkedList是基于链表实现的,链表中节点定义如下。

    Node

        private static class Node<E> {
            E item;//用来存储元素
            Node<E> next;//指向前一个节点
            Node<E> prev;//指向后一个节点
     
            Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
                this.item = element;
                this.next = next;
                this.prev = prev;
            }
        }

    每个节点由prev指针,next指针,item元素组成。

    属性

        //元素个数
        transient int size = 0;
     
        //头节点
        transient Node<E> first;
         
        //尾节点
        transient Node<E> last;

    构造器

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

    add方法   

    LinkedList基于index的操作需要先通过node(index)定位index处的节点,然后再进行相应的操作。

    以add(int index,E element)为例:

        /**
         * 在指定位置插入元素
         */
        public void add(int index, E element) {
            checkPositionIndex(index);
            //如果尾部插入
            if (index == size)
                linkLast(element);
            else
                //先定位到index处的节点,再将element插入到该节点前
                linkBefore(element, node(index));
        }
        
        Node<E> node(int index) {
            // assert isElementIndex(index);
            
            // 若index<size/2,在链表前半段查找,从前往后
            if (index < (size >> 1)) {
                Node<E> x = first;
                for (int i = 0; i < index; i++)
                    x = x.next;
                return x;
            } else {// 若index>=size/2在链表后半段查找,从后往前
                Node<E> x = last;
                for (int i = size - 1; i > index; i--)
                    x = x.prev;
                return x;
            }
        }
     
        void linkBefore(E e, Node<E> succ) {
        // assert succ != null;
        final Node<E> pred = succ.prev;
        //创建新节点
        final Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, succ);
     
        //链接新节点的右侧
        succ.prev = newNode;
        //链接新节点的左侧
        if (pred == null)
            first = newNode;
        else
            pred.next = newNode;
     
        size++;
        modCount++;
        }

    node(int index)方法在定位index时,使用了二分查找思想,只不过只是二分了一次。通过将index与size/2比较,可得知index在链表的前半段还是后半段,然后在那半段中继续使用for循环依次查找。

    定位到位置后,只需要将对应的链断开,将新节点重新链接到链表中就完成了插入。而相比ArrayList,在插入时,需要进行元素的移位操作。所以我们常说链表适合快速的插入和删除操作,正是少了移动元素的过程,因此相比效率较高。

    总结

    LinkedList底层使用链表实现。插入和移除操作速度快,随机访问速度慢。

    1.为什么LinkedList插入和删除操作速度快?

    与ArrayList相比,LinkedList插入和删除操作速度快是因为少了元素的移动过程,只需要将该断开的链断开,该连接的链链接上即可。

    2.为什么LinkedList随机访问速度慢?

    随机访问速度慢是因为LinkedList不像ArrayList有下标index可以直接定位元素,而是要先通过二分确定index在链表前半段还是后半段,然后再在对应的那半段中通过for循环定位。

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