Java - LinkedList源码分析

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简介

  LinkedList是一个继承于AbstractSequentialList并实现List接口、Deque接口、Cloneable接口的双向链表

数据结构

linkedList.png

源码

Node类

  相当简单,存储任意类型的值及指向上一节点和下一节点的引用。

 private static class Node<E> {
        E item;
        Node<E> next;
        Node<E> prev;

        Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
            this.item = element;
            this.next = next;
            this.prev = prev;
        }
    }

构造方法

  支持集合框架的其他实现转化为LinkedList存储。

    public LinkedList() {
    }
    public LinkedList(Collection<? extends E> c) {
        this();
        addAll(c);
    }
    public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
        return addAll(size, c);
    }
    //转化为LinkedList;index 插入指定位置。
    public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
        checkPositionIndex(index);
        //转为数组对象
        Object[] a = c.toArray();
        int numNew = a.length;
        if (numNew == 0)
            return false;

        Node<E> pred, succ;
        //插入尾部
        if (index == size) {
            succ = null;
            pred = last;
        } else {
            //插入指定位置
            succ = node(index);
            pred = succ.prev;
        }
        //逐个取出并添加到链表中
        for (Object o : a) {
            @SuppressWarnings("unchecked") E e = (E) o;
            Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, null);
            if (pred == null)
                first = newNode;
            else
                pred.next = newNode;
            pred = newNode;
        }

        if (succ == null) {
            last = pred;
        } else {
            //链接后半部分
            pred.next = succ;
            succ.prev = pred;
        }

        size += numNew;
        modCount++;
        return true;
    }

新增节点

  LinkedList的新增节点方法很多,但是大同小异。如add()方法添加节点至链表尾部、push()方法添加节点至链表头部、offer()方法加节点至链表尾部等等。

add(E e)方法

    //add方法添加节点至链表尾部
    public boolean add(E e) {
        linkLast(e);
        return true;
    }
    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++;
    }

push(E e)方法

    //push方法添加节点至链表头部
    public void push(E e) {
        addFirst(e);
    }
    public void addFirst(E e) {
        linkFirst(e);
    }
    private void linkFirst(E e) {
        final Node<E> f = first;
        final Node<E> newNode = new Node<>(null, e, f);
        first = newNode;
        if (f == null)
            last = newNode;
        else
            f.prev = newNode;
        size++;
        modCount++;
    }

offer(E e)方法

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

修改节点

    public E set(int index, E element) {
        checkElementIndex(index);
        //重点看node(int index)方法
        Node<E> x = node(index);
        E oldVal = x.item;
        x.item = element;
        return oldVal;
    }
    Node<E> node(int index) {
        // assert isElementIndex(index);
        // 判断指定元素索引是在前半部分还是后半部分。
        // 即可确定是使用头结点,还是尾结点查找元素,以优化性能。
        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;
        }
    }

查找节点

  LinkedList的查找节点方法很多,一样是大同小异。如get()方法查找指定索引元素、peek()方法查找头节点元素、poll()方法则返回头节点元素的值并删除该节点等等。

get(int index)方法

    // 查找指定位置元素
    public E get(int index) {
        checkElementIndex(index);
        return node(index).item;
    }

peek()方法

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

poll()方法

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

删除节点

  LinkedList的删除节点方法很多,一样是大同小异。如remove()方法删除头结点、pop()方法删除头结点等等。

remove()方法

  remove()有多个重载方法。如remove(Object o)、remove(int index)等。

    public E remove() {
        return removeFirst();
    }
    public E pop() {
        return removeFirst();
    }
    public E removeFirst() {
        final Node<E> f = first;
        if (f == null)
            throw new NoSuchElementException();
        return unlinkFirst(f);
    }
    private E unlinkFirst(Node<E> f) {
        // assert f == first && f != null;
        final E element = f.item;
        final Node<E> 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;
    }