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作者是爪哇岛的新手，水平很有限，如果发现错误，一定要及时告知作者哦！感谢感谢！

文章目录

• • LinkedList概述
  • 数据结构
  • • 属性
    • 构造方法
    • • 无参构造
      • 有参构造
  • 内部类Node
  • LinkedLsit特有方法
  • • 1.addFirst()
    • 2.addLast()
    • 3.getFirst()
    • 4.getLast()
    • 5.removeFirst()
    • 6.removeLast()
• List接口
• • 核心方法
  • • 1.add(E e)
    • 2.add(int index, E element)
    • 3.remove(int index)
    • 4.get(int index)
    • 5.set(int index, E element)
    • 6.indexOf(Object o)
    • 7.lastIndexOf(Object o)
    • 8.clear()

LinkedList概述

LinkedList底层是基于双链表实现,内部使用节点存储数据,相比于数组而言,LinkedList删除和插入元素的效率远高于数组,而查找和修改的效率比数组要低。

数据结构

LinkedList的继承关系

说明

1. LinkedList实现了List接口,说明LinkedList可以当做一个顺序存储的容器
2. LinkedList实现了Queue接口,说明LinedList可以当做一个队列使用
3. LinkedList实现了Serializable,说明支持序列化
4. LinkedList是实现了Cloneable,说明支持克隆

属性

    //记录链表长度transient int size = 0;//头指针transient Node first;//尾指针transient Node last;

构造方法

无参构造

public LinkedList() {}

有参构造

   public LinkedList(Collection c) {this();//将集合中的元素添加到链表中addAll(c);}
//将指定集合中的元素添加到链表中public boolean addAll(Collection c) {return addAll(size, c);}public boolean addAll(int index, Collection c) {//检查index是否合法checkPositionIndex(index);//将结合转换成数组Object[] a = c.toArray();//得到数组的长度int numNew = a.length;//判读数组长度是否为0if (numNew == 0)return false;//定义一个节点pred为前驱,succ为后继Node pred, succ;//数组长度如果等于链表长度,向链表尾部添加元素if (index == size) {succ = null;//将后继置空pred = last;//将链表的最后一个节点的引用赋值给pred} else {//index不等于size,则说明是插入链表中间位置succ = node(index);//index位置节点的引用pred = succ.prev;//index位置前一个节点的引用}//遍历数组,每遍历一个数组元素,就创建一个节点,再将它插入链表相应位置for (Object o : a) {@SuppressWarnings("unchecked") E e = (E) o;//强制类型转换Node newNode = new Node<>(pred, e, null);//构造节点if (pred == null)first = newNode;elsepred.next = newNode;//插入元素//更新pred为新节点的引用pred = newNode;}if (succ == null) {//如果是从尾部开始插入的，让last指向最后一个插入的节点last = pred;} else {//如果不是从尾部插入的，则把尾部的数据和之前的节点连起来pred.next = succ;succ.prev = pred;}size += numNew;//更新链表长度modCount++;return true;}

内部类Node

    private static class Node {E item;//链表中的数据域Node next;//记录当前节点的后一个节点的引用Node prev;//记录当前节点的前一个节点的引用Node(Node prev, E element, Node next) {//初始化节点this.item = element;this.next = next;this.prev = prev;}}

LinkedLsit特有方法

源码如下

1.addFirst()

    public void addFirst(E e) {linkFirst(e);}//头插private void linkFirst(E e) {final Node f = first;//获取到头节点的引用final Node newNode = new Node<>(null, e, f);first = newNode;//更新first的指向if (f == null)//如果为空则说明链表为空last = newNode;//让尾指针指向新节点elsef.prev = newNode;//size++;//长度自增modCount++;}

代码示例

public class Demo {public static void main(String[] args) {LinkedList list = new LinkedList();list.addFirst(1);list.addFirst(2);list.addFirst(3);System.out.println(list);}
}
//运行结果
//[3, 2, 1]

图解头插

2.addLast()

源码如下

public void addLast(E e) {linkLast(e);//尾插
}//尾插具体实现void linkLast(E e) {final Node l = last;final Node newNode = new Node<>(l, e, null);last = newNode;if (l == null)first = newNode;elsel.next = newNode;size++;modCount++;
}

代码示例

public class Demo {public static void main(String[] args) {LinkedList list = new LinkedList();list.addLast(1);list.addLast(2);list.addLast(3);System.out.println(list);}
}
//运行结果
//[1, 2, 3]

图解尾插

3.getFirst()

源码如下

  public E getFirst() {final Node f = first;//得到first引用if (f == null)//链表中无节点throw new NoSuchElementException();//抛出异常return f.item;//返回头节点的数据}

4.getLast()

源码如下

public E getLast() {final Node l = last;//得到last引用if (l == null)//链表中无节点throw new NoSuchElementException();//抛出异常return l.item;//返回头节点的数据}

5.removeFirst()

源码如下

     public E removeFirst() {final Node f = first;//得到头节点的引用if (f == null)//如果为null则没有头节点throw new NoSuchElementException();//抛出异常return unlinkFirst(f);//删除操作}//删除链表第一个节点private E unlinkFirst(Node f) {// assert f == first && f != null;final E element = f.item;//得到头节点的数据final Node next = f.next;//得到第二个节点的引用f.item = null;//将头节点数据域置空f.next = null; //将头节点next域置空first = next;//更新first指针的指向if (next == null)//next等于null,说明只有一个节点last = null;elsenext.prev = null;//将第二个节点的preve置空size--;//长度-1modCount++;return element;//返回要删除头节点的数据}

6.removeLast()

源码如下

  public E removeLast() {final Node l = last;if (l == null)throw new NoSuchElementException();//抛出异常return unlinkLast(l);}//删除链表最后个节点private E unlinkLast(Node l) {// assert l == last && l != null;final E element = l.item;final Node prev = l.prev;l.item = null;l.prev = null; // help GClast = prev;if (prev == null)first = null;elseprev.next = null;size--;modCount++;return element;}

List接口

核心方法

1.add(E e)

源码如下

  public boolean add(E e) {linkLast(e);return true;}//尾插void linkLast(E e) {final Node l = last;final Node newNode = new Node<>(l, e, null);last = newNode;if (l == null)first = newNode;elsel.next = newNode;size++;modCount++;}

2.add(int index, E element)

源码如下

  public void add(int index, E element) {checkPositionIndex(index);//检查index合法性if (index == size)//如果相等,插入到尾部linkLast(element);//尾插else//非尾部位置linkBefore(element, node(index));//}private void checkPositionIndex(int index) {if (!isPositionIndex(index))throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));}private boolean isPositionIndex(int index) {return index >= 0 && index <= size;}void linkLast(E e) {final Node l = last;final Node newNode = new Node<>(l, e, null);last = newNode;if (l == null)first = newNode;elsel.next = newNode;size++;modCount++;}void linkBefore(E e, Node succ) {//succ为要插入位置的节点,同时也是你要插入该位置节点的后继final Node pred = succ.prev;//得到插入位置的前驱final Node newNode = new Node<>(pred, e, succ);//将元素,以及前驱和后继传入succ.prev = newNode;//更新插入位置节点的前驱为要插入节点的引用if (pred == null)//如果pred为空说明,要插入的节点已经跑到头节点之前了,需要重置头节点first = newNode;elsepred.next = newNode;//否则的话将pred的next域指向新节点即可size++;modCount++;}//寻找指定位置的节点Node node(int index) {//如果index靠近链表的前部分,则从头开始遍历寻找要找的节点if (index < (size >> 1)) {Node x = first;for (int i = 0; i < index; i++)x = x.next;return x;} else {//靠近后半部分,则倒着寻找Node x = last;for (int i = size - 1; i > index; i--)x = x.prev;return x;}}

3.remove(int index)

源码如下

  public E remove(int index) {checkElementIndex(index);//检查index合法性return unlink(node(index));}//删除index位置的具体操作E unlink(Node x) {final E element = x.item;//要删除节点的值final Node next = x.next;//要删除节点的后一个节点的引用final Node prev = x.prev;//要删除节点的前一个节点//如果prev为空意味着删除的节点是头节点,否则就不是头节点if (prev == null) {first = next;} else {prev.next = next;x.prev = null;//要删除的节点prev域置空}//如果prev为空意味着删除的节点是尾节点,否则就不是尾节点if (next == null) {last = prev;} else {next.prev = prev;x.next = null;//要删除的节点next域置空}x.item = null;//将要删除节点的数据域置空size--;//链表的长度减一modCount++;return element;//返回删除节点的数据域的值}

4.get(int index)

源码如下

   public E get(int index) {checkElementIndex(index);return node(index).item;}//寻找指定位置的节点Node node(int index) {//如果index靠近链表的前部分,则从头开始遍历寻找要找的节点if (index < (size >> 1)) {Node x = first;for (int i = 0; i < index; i++)x = x.next;return x;} else {//靠近后半部分,则倒着寻找Node x = last;for (int i = size - 1; i > index; i--)x = x.prev;return x;}}

5.set(int index, E element)

源码如下

    public E set(int index, E element) {checkElementIndex(index);Node x = node(index);E oldVal = x.item;x.item = element;return oldVal;}Node node(int index) {// assert isElementIndex(index);if (index < (size >> 1)) {Node x = first;for (int i = 0; i < index; i++)x = x.next;return x;} else {Node x = last;for (int i = size - 1; i > index; i--)x = x.prev;return x;}}

上述的get()和set()方法中的node()方法是以二分查找来看index位置距离size的一半位置,在决定从头遍历还是从尾遍历。以o(n/2)的效率得到一个节点。

6.indexOf(Object o)

源码如下

//从头往尾找该元素第一次出现的下标public int indexOf(Object o) {int index = 0;//元素为nullif (o == null) {for (Node x = first; x != null; x = x.next) {if (x.item == null)return index;index++;}} else {//元素不为nullfor (Node x = first; x != null; x = x.next) {if (o.equals(x.item))return index;index++;}}return -1;//在链表中找不到}

7.lastIndexOf(Object o)

源码如下

//从尾往头找该元素第一次出现的下标public int lastIndexOf(Object o) {int index = size;if (o == null) {for (Node x = last; x != null; x = x.prev) {index--;if (x.item == null)return index;}} else {for (Node x = last; x != null; x = x.prev) {index--;if (o.equals(x.item))return index;}}return -1;}

8.clear()

源码如下

    //清空链表public void clear() {//遍历链表将每个节点中next,prve,item全部置空for (Node x = first; x != null; ) {Node next = x.next;x.item = null;x.next = null;x.prev = null;x = next;}first = last = null;//头尾引用都置空size = 0;//长度值为0modCount++;}

总结

• LinkedList 插入，删除都是移动指针效率很高。
• 查找需要进行遍历查询，效率较低。

ArrayList与LinkedList的区别

1. ArrayList底层是基于数组实现,LinkedList基于双链表实现
2. ArrayList在物理上是一定连续的,而LinkedList在物理上不一定连续,在逻辑上连续
3. ArrayList访问随机访问元素的时间复杂度为o(1),LinkedList则为o(n)
4. 头插入元素时,ArrayList需要搬运元素,时间复杂度为o(1)，链表只需要改变头指针的指向即可,复杂度为o(1)
5. ArrayList适用于频繁的访问元素,以及高效的存储元素上,LinkedList适应于任意位置插入和频繁删除元素的场景

终