LinkedList

以双向链表实现。链表无容量限制，但双向链表本身使用了更多空间，也需要额外的链表指针操作。

按下标访问元素--get(i)/set(i,e) 要悲剧的遍历链表将指针移动到位(如果i>数组大小的一半，会从末尾移起)。

插入、删除元素时修改前后节点的指针即可，但还是要遍历部分链表的指针才能移动到下标所指的位置，只有在链表两头的操作--add(), addFirst(),removeLast()或用iterator()上的remove()能省掉指针的移动。

在介绍LinkedList之前我们来回顾下链表的类型，链表主要包含单向链表，单向循环链表，双向链表，双向循环链表。具体的图我就不在这边画出了，不清楚的可以自行百度。LinkedList是属于双向链表，下图是包含头结点和尾节点的双向链表。

本篇内容主要讲解下LinkedList这个双向链表在java的源码的实现，主要包含有add,remove,get,set等方法的介绍。

首先我们来看下add方法的实现，下图演示了下节点插入的过程，包含了4个步骤。

我们来看下java的源码，从代码可知insert节点是查在链表尾部的

public boolean add(E e) {        linkLast(e);        return true;    } void linkLast(E e) {        final Node
    
      l = last;        final Node
     
       newNode = new Node<>(l, e, null);        last = newNode;        if (l == null)            first = newNode;        else            l.next = newNode;        size++;        modCount++;    } private static class Node
      
        {        E item;        Node
       
         next;        Node
        
          prev;        Node(Node
         
           prev, E element, Node
          
            next) { this.item = element; this.next = next; this.prev = prev; } }
          
         
        
       
      
     
    

因为add(E e)是插在末尾，所以实际上我们只需要做两部操作，吧NewNode的prew指向最后一个节点，把最后一个几点的next指向newNode

void linkBefore(E e, Node
    
      succ) {        // assert succ != null;        final Node
     
       pred = succ.prev;        final Node
      
        newNode = new Node<>(pred, e, succ);        succ.prev = newNode;        if (pred == null)            first = newNode;        else            pred.next = newNode;        size++;        modCount++;    }
      
     
    

上面的insertBefore就是执行4个操作了：

1.把新节点newNode的prev指向succ.prev

2.把succ.prev的next执行newNode

3.newNode的next指向succ

4.succ的prev指向newNode

第3、4步已经在Node的构造函数做了，java是执行顺序是3、4、1、2

下面来看下删除的实现

下面看下java的实现，具体下面代码逻辑很简单，就是获取要删除的节点x的prev节点为prev，x的下节点为next。

然后按如图执行prev.next=next;next.prev=prev;

E unlink(Node
    
      x) {        // assert x != null;        final E element = x.item;        final Node
     
       next = x.next;        final Node
      
        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;    }
      
     
    

set和get函数

public E set(int index, E element) {    checkElementIndex(index);    Node
    
      x = node(index);    E oldVal = x.item;    x.item = element;    return oldVal;} public E get(int index) {    checkElementIndex(index);    return node(index).item;}
    

这个两个函数都用到了node函数，又都要用到查询，所以首先要判断index是否大于index/2，大于的话就从尾节点开始查，反正从前节点查。

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;    }}
      
     
    

这样的设计可以提高查询效率，时间复杂度为O(n/2)。

参考

数据结构与算法分析_java语言描述(第2版).韦斯