LinkedList_Analysis.md

数据结构

LinkedList底层的数据结构是基于双向循环链表的，如果对双向链表这个数据结构很熟悉的话，学习 LinkedList 就没什么难度了。下面是双向链表的结构：

源码分析

本文基于 JDK 1.8 源码进行分析。

构造方法

LinkedList 构造方法如下：

public class LinkedList<E>
    extends AbstractSequentialList<E>
    implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable
{
    transient int size = 0;

    /**
     * Pointer to first node.
     * Invariant: (first == null && last == null) ||
     *            (first.prev == null && first.item != null)
     */
    transient Node<E> first;

    /**
     * Pointer to last node.
     * Invariant: (first == null && last == null) ||
     *            (last.next == null && last.item != null)
     */
    transient Node<E> last;

    /**
     * Constructs an empty list.
     */
    public LinkedList() {
    }
}

特性如下：

• LinkedList 是一个继承于AbstractSequentialList的双向链表。它也可以被当作堆栈、队列或双端队列进行操作。
• LinkedList 实现 List 接口，能对它进行队列操作。
• LinkedList 实现 Deque 接口，即能将LinkedList当作双端队列使用。
• LinkedList 实现了Cloneable接口，即覆盖了函数clone()，能克隆。
• LinkedList 实现java.io.Serializable接口，这意味着LinkedList支持序列化，能通过序列化去传输。

add操作

add()方法如下：

    public boolean add(E e) {
        linkLast(e);
        return true;
    }
	
	/**
     * 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++;
    }

因为是链表结构，所以添加时无须扩容，只修改size。

get操作

    public E get(int index) {
        checkElementIndex(index);
        return node(index).item;
    }
	
	/**
     * Returns the (non-null) Node at the specified element index.
     */
    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;
        }
    }
	
	private void checkElementIndex(int index) {
        if (!isElementIndex(index))
            throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
    }
	/**
     * Tells if the argument is the index of an existing element.
     */
    private boolean isElementIndex(int index) {
        return index >= 0 && index < size;
    }

首先调用checkElementIndex判断index是否合法（index >= 0 && index < size），然后根据 index是否大于当前size的一半决定是从头结点开始往后查询，还是从尾节点开始往前查询。

删除操作

    public E remove(int index) {
        checkElementIndex(index);
        return unlink(node(index));
    }
	
    /**
     * Unlinks non-null node x.
     */
    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;
    }

主要逻辑如下：

1. 判断index是否合法。
2. 根据index定位到Node（node(index)方法）。
3. 修改节点指针（unlink()方法）。

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Ending!