从面试角度怎么分析LinkedList源码

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注：本系列文章中用到的jdk版本均为java8

LinkedList类图如下：

LinkedList底层是由双向链表实现的。链表好比火车，每节车厢包含了车厢和连接下一节车厢的连接点。而双向链表的每个节点不仅有指向下一个节点的指针，还有指向上一个节点的指针。

在LinkedList源码中有一个Node静态类，源码如下：

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;     } }

一个Node节点包含三个部分，分别是

• item：数据

• next：下一个节点的指针

• prev：上一个节点的指针

LinkedList的主要变量如下：

// 集合中的元素数量 transient int size = 0;  /**   * 首节点的指针.   * Invariant: (first == null && last == null) ||   *            (first.prev == null && first.item != null)   */ transient Node first;  /**   * 尾结点的指针.   * Invariant: (first == null && last == null) ||   *            (last.next == null && last.item != null)   */ transient Node last;

一、添加元素

LinkedList支持在任意节点位置添加元素，不仅提供了集合常用的add()方法，还提供了addFirst()和addLast()，add()方法默认调用addLast()方法，也就是默认是往链表尾部插入元素的。

add()方法源码：

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

1.1 尾部插入元素

linkLast()源码如下：

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++; }

我们来画张图演示一下如何给链表尾部插入元素：

假如链表中没有元素

对应源码中的if语句，如果没有元素则新增的这个节点为链表中唯一的一个元素，既是首节点，又是尾结点，前一个元素的指针和后一个元素的指针都是null。这里注意head节点不是第一个节点，head节点只是标识了这个链表的地址。

假如链表中有元素

对应源码中else语句。先将新增的元素当成Last节点，然后将原来的Last节点的next指向新节点。

else     l.next = newNode;

一图胜前言，画个图是不是什么都明白了。

1.2 头部插入元素

linkFirst()源码如下：

private void linkFirst(E e) {     final Node f = first;     final Node newNode = new Node<>(null, e, f);     first = newNode;     if (f == null)         last = newNode;     else         f.prev = newNode;     size++;     modCount++; }

还是根据上面的图来解读一下源码，先将第一个节点赋值给中间变量f，将新节点newNode赋值给first节点。如果链表没有元素，则Last节点和First节点都是新插入的节点newNode，否则，将原来的First节点的头指针指向新节点。

二、删除元素

LinkedList提供的删除方法有根据索引和元素删除，除此之外还提供删除第一个元素和最后一个元素的方法，这里我们只分析一下根据索引删除的方法。

public E remove(int index) {     checkElementIndex(index);     return unlink(node(index)); }

checkElementIndex(index)方法就是用来判断传输的索引值是否合法，不合法则抛出数组越界异常。重点来看一下unlink(node(index))方法是如何删除元素的。

node(index)方法源码：

node(index)方法就是根据索引获取该索引位置的节点

Node node(int index) {     // assert isElementIndex(index);     // 如果指定下标 < 一半元素数量，则从首结点开始遍历     // 否则，从尾结点开始遍历     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;     } }

unlink(Nodex)源码如下：

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; }

画张图分析一下删除是如何进行的：

1. 鸿蒙官方战略合作共建——HarmonyOS技术社区

2. 假设删除的是第一个元素：则它的prev==NULL，我们需要将他的后一个元素(图中的second)作为第一个元素

3. 假设删除的是最后一个元素，则它的next==null，我们需要将他的前一个元素(图中的second)作为最后一个元素

4. 如果是中间的任意元素，则需要将它的前一个元素的next指针指向它的后一个元素，同时将它的后一个元素的prev指针指向它的前一个元素。

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