LinkedList底层源码入门分析以及list集合选择

Posted 2022-01-24 爱上口袋的天空

一、LinkedList底层双向连接简介

1. LinkedList底层实现了双向链表和双端队列特点
2. 可以添加任意元素(元素可以重复),包括null
3. 线程不安全,没有实现同步

LinkedList的底层操作机制：

1. LinkedList底层维护了一个双向链表.
2. LinkedList中维护了两个属性first和last分别指向首节点和尾节点
   1. 每个节点(Node对象)，里面又维护了prev、next、item三个属性，其中通过prev指向前一个，通过next指向后一个节点。最终实现双向链表.
   2. 所以LinkedList的元素的添加和删除，不是通过数组完成的，相对来说效率较高。

---

二、根据上面的简介模拟一个简单的双向链表案例

package com.kgf.kgfjavalearning2021.collection;

public class LinkedListSource01 

    public static void main(String[] args) 

        //模拟一个简单的双向列表
        Node jack = new Node("jack");
        Node tom = new Node("tom");
        Node roser = new Node("roser");

        //下面我们使用上面的3个节点形成双向链表
        //1、jack->tom->roser
        jack.next = tom;
        tom.next = roser;

        //2、roser->tom->jack
        roser.pre = tom;
        tom.pre = jack;

        //下面指定头结点和尾节点
        Node first = jack;//让first引用指向jack,就是双向链表的头节点
        Node last = roser;//让last引用指向roser,就是双向链表的尾节点

        //演示从头到尾遍历
        System.out.println("================从头到尾遍历==================");
        while (true)
            if (first==null)
                break;
            
            System.out.println(first);
            first = first.next;
        

        //演示从尾到头遍历
        System.out.println("================从尾到头遍历==================");
        while (true)
            if (last==null)
                break;
            
            System.out.println(last);
            last = last.pre;
        

        //下面我们在tom和roser直接插入一个smith
        Node smith = new Node("smith");
        smith.next = roser;
        smith.pre = tom;
        roser.pre = smith;
        tom.next = smith;
        //其实上面主要就是修改指向

        //下面我们重置一下first和last指向
        first = jack;//让first引用指向jack,就是双向链表的头节点
        //演示从头到尾遍历
        System.out.println("================在tom和roser直接插入一个smith遍历==================");
        while (true)
            if (first==null)
                break;
            
            System.out.println(first);
            first = first.next;
        

    



/***
 * 定义一个Node类，Node对象表示双向链表的一个节点
 */
class Node 

    public Object item;//真正存放数据的地方

    public Node next;//指向后一个节点

    public Node pre;//指向前一个节点

    public Node(Object item) 
        this.item = item;
    

    @Override
    public String toString() 
        return "Node name=" +item;
    

效果：

================从头到尾遍历==================
Node name=jack
Node name=tom
Node name=roser
================从尾到头遍历==================
Node name=roser
Node name=tom
Node name=jack
================在tom和roser直接插入一个smith遍历==================
Node name=jack
Node name=tom
Node name=smith
Node name=roser

Process finished with exit code 0

---

三、LinkedList源码分析

1、查询LinkedList添加元素的源码

 进入linkLast方法：

/**
     * Links e as last element.
     */
    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++;
    

我们可以看一下上面的代码：

1)、首先我们将last这个指向LinkedList尾结点的引用对象复制给一个新的l对象

2)、然后我们将l对象以及e要添加的元素作为参数传递进入Node有参构造方法，

      最后得到一个新的Node节点对象newNode，这个对象将l节点作为上一个节点

3)、将newNodex赋值给last作为尾节点

4)、最后就是判断l节点是否为null，通过判断这个尾结点的值来处理我们新增的元素，

      最终做到如下：

 综上、其实LinkedList这个集合是一个双向链表的结构,当我们新增元素的时候其实就是改变节点之间的指向，所以再新增元素的性能方面，LinkedList表现的比较好

---

三、list集合选择 

ArrayList插入数据涉及扩容操作，效率低，改和查的效率比较高，因为可以通过索引定位