LinkedList源码分析

andycall 发布于2019-08-19 11:03 / 954人阅读

摘要：源码分析是一个双向链表的数据结构实现。对于支持随机访问数据的比如数组，应该优先使用。一个有序的集合支持在头和尾进行插入和删除元素。的大多实现元素数量是没有大小限制的。构造方法第一个是一个空的构造器，第二个构造器调用了方法。

LinkedList源码分析

LinkedList是一个双向链表的数据结构实现。

类的实现接口及继承父类

public class LinkedList
extends AbstractSequentialList
implements List, Deque, Cloneable, java.io.Serializable

AbstractSequentiaList

这个类提供了一个List接口实现，为实现序列访问的数据存储结构提供了所需要的最小化接口实现。对于支持随机访问数据的List比如数组，应该优先使用AbstractList。

List 接口

一个有序的集合。这个接口可以精确控制每个元素在列表中的位置插入。用户可以通过整数索引来访问元素（位置在列表中）。

Deque

一个有序的集合支持在头和尾进行插入和删除元素。deque是 double ended queue （双端队列）的缩写。
deque的大多实现元素数量是没有大小限制的。但这个接口支持容量限制。

构造方法

public LinkedList() {
}


public LinkedList(Collection c) {
this();
addAll(c);
}

第一个是一个空的构造器，第二个构造器调用了addAll()方法。

在研究addAll()方法之前，我们先来看一下几个重要的属性。

//容器的大小：
transient int size = 0;

//首节点：
transient Node first;

//尾节点：
transient Node last;



//节点数据结构
private static class Node {
E item;//节点的值
Node next;//节点的下一个节点 如果等于null 则为尾节点
Node prev;//节点的上一个节点，如果等于null则为首节点

Node(Node prev, E element, Node next) {//构造器 构造节点
    this.item = element;
    this.next = next;
    this.prev = prev;
}
}

常用方法解析 linkFirst() 插入第一个节点

private void linkFirst(E e) {
final Node f = first;//获得第一个节点
final Node newNode = new Node<>(null, e, f);//构造本次插入的首节点，之前的首节点作为下一个节点
first = newNode;//本次插入节点作为首节点
if (f == null)//如果首节点为空，则尾节点也为他
    last = newNode;
else
    f.prev = newNode;//否则，之前的首节点作为新节点的下一个节点
size++;//容器大小加一
modCount++;//修改次数加一
}

linkLast() 插入尾节点

  
 void linkLast(E e) {
    final Node l = last;//获取尾节点
    final Node newNode = new     Node<>(l, e, null);//构造新节点
    last = newNode;//本次插入节点为尾节点
    if (l == null)//如果尾节点为空
        first = newNode;//则插入之前为空容器，首节点也为本次插入节点
    else
        l.next = newNode;//否则本次插入节点为之前尾节点的下一个节点
    size++;//容器大小加一
    modCount++;//修改次数加一
}

linkBefore(E e,Node succ)

//插入节点e ，在不为空的succ节点之前
void linkBefore(E e, Node succ) {
// assert succ != null;
final Node pred = succ.prev;//succ的前一个节点
final Node newNode = new Node<>(pred, e, succ);//构造新节点插入succ之前
succ.prev = newNode;//succ的前一个节点为新构造的节点
if (pred == null)//如果succ的前一个节点为空，则本次插入节点将做为首节点
    first = newNode;
else
    pred.next = newNode;//否则新节点作为succ的上一个节点
size++;//容器大小加一
modCount++;//修改次数加一
}

unlinkFirst(Node f) f节点的下一个节点作为首节点

private E unlinkFirst(Node f) {
// assert f == first && f != null;
final E element = f.item;
final Node next = f.next;
f.item = null;
f.next = null; // help GC
first = next;
if (next == null)
    last = null;
else
    next.prev = null;
size--;
modCount++;
return element;
}

f.next 释放了内存，等待垃圾回收机制进行回收内存。

//unlinkFirst方法被调用移除首节点
public E removeFirst() {
final Node f = first;
if (f == null)
    throw new NoSuchElementException();
return unlinkFirst(f);
}

unlinkLast(Node l) f节点的下一个节点作为尾节点

private E unlinkLast(Node l) {
// assert l == last && l != null;
final E element = l.item;
final Node prev = l.prev;
l.item = null;
l.prev = null; // help GC
last = prev;
if (prev == null)
    first = null;
else
    prev.next = null;
size--;
modCount++;
return element;
}



public E removeLast() {
final Node l = last;
if (l == null)
    throw new NoSuchElementException();
return unlinkLast(l);
}

getFirst() 得到首节点的值

public E getFirst() {
final Node f = first;
if (f == null)
    throw new NoSuchElementException();
return f.item;
}

remove(Object o)

public boolean remove(Object o) {
if (o == null) {//如果被移除元素为空
    for (Node x = first; x != null; x = x.next) {
        if (x.item == null) {//判断节点的值是否为空
            unlink(x);//移除元素
            return true;
        }
    }
} else {
    for (Node x = first; x != null; x = x.next) {
        if (o.equals(x.item)) {
            unlink(x);
            return true;
        }
    }
}
return false;
}

队列操作 peek() 返回队列首元素，不移除

public E peek() {
final Node f = first;
return (f == null) ? null : f.item;
}

poll() 返回队列首元素，并移除队列

public E poll() {
final Node f = first;
return (f == null) ? null : unlinkFirst(f);
}

offer（）入队插入队列尾

public boolean offer(E e) {
return add(e);
}

从poll和offer方法可以看出Linked是一个FIFO先进先出队列（first input first output ）

node（int index）索引查询元素

//使用二分法用索引查找元素
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;
}

}

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