LinkedList 源码阅读，一步步解析链表奥秘

见解分享

2024-01-30 00:04:36

深入 LinkedList 的世界

LinkedList 是 Java 集合框架中一个重要的数据结构，它以双向链表的形式存储元素，具有插入和删除的快速性能，但查找元素的效率较低。更有趣的是，LinkedList 可以兼具链表和队列的功能，这使得它成为各种应用场景的理想选择。

1. 链表的基本构成——Node 类

LinkedList 内部维护了一个 Node 类，该类表示一个双向链表的节点。每个节点包含三个属性：

item：存储节点中的元素
next：指向下一个节点的引用
prev：指向上一个节点的引用

这些属性共同构成了一个双向链表的基本结构，使你可以轻松地在链表中添加、删除和查找元素。

2. LinkedList 的构造函数

LinkedList 的构造函数用于初始化一个新的链表。它首先创建一个哨兵节点（sentinel node），该节点既不包含元素，也没有指向任何其他节点的引用。这个哨兵节点的作用是简化链表的插入和删除操作，避免特殊情况的处理。

3. 插入元素——add() 方法

LinkedList 的 add() 方法用于在链表的尾部添加一个新的元素。它首先创建一个新的节点，然后将该节点插入到链表的尾部。需要注意的是，由于链表的插入操作只需要改变指针的引用，因此时间复杂度为 O(1)。

4. 删除元素——remove() 方法

LinkedList 的 remove() 方法用于从链表中删除一个指定的元素。它首先找到要删除的元素所在的节点，然后将该节点从链表中删除。由于链表的删除操作也只需要改变指针的引用，因此时间复杂度也是 O(1)。

5. 查找元素——indexOf() 方法

LinkedList 的 indexOf() 方法用于查找一个指定的元素在链表中的位置。它从链表的头节点开始，逐个节点地比较元素，直到找到要查找的元素。由于链表的查找操作需要遍历整个链表，因此时间复杂度为 O(n)。

6. 队列的实现——offer() 和 poll() 方法

LinkedList 还实现了队列的功能。队列是一种先进先出（FIFO）的数据结构，这意味着最早进入队列的元素将最先被移除。LinkedList 通过 offer() 方法在队列的尾部添加元素，通过 poll() 方法从队列的头部移除元素。由于队列的插入和删除操作本质上就是链表的插入和删除操作，因此时间复杂度也都是 O(1)。