如何用源码分析LinkedList
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LinkedList简介
public class LinkedListextends AbstractSequentialList implements List , Deque , Cloneable, java.io.Serializable{ }
LinkedList继承了AbstractSequentialList，主要方法通过迭代器实现。
LinkedList实现了List；所以它是一个队列，支持添加、删除、修改、遍历等操作。
LinkedList实现了Deque；能将它可以当做双端队列进行使用。
LinkedList实现了Cloneable接口，重写了clone方法，因此可以进行克隆。
LinkedList实现了Serializable接口，因此可以进行序列化。
LinkedList的操作是非线程安全的
成员变量
/** 当前集合的头节点 **/ transient Nodefirst; /** 当前集合的尾节点 **/ transient Node last; /** 当前集合的实际节点数量 **/ transient int size;
Node分析
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; } }
双向链表的具体节点类，每个节点每个节点又包含三个变量：
item保存当前节点的具体数据prev保存当前节点的上一个节点next保存当前节点的下一个节点
构造函数
/** 无参构造一个空的集合 **/
public LinkedList() {
}
/** 根据已有集合构造一个LinkedList **/
public LinkedList(Collection c) {
this();
addAll(c);
}元素添加
集合添加元素方法主要有以下几个方法：
在集合头部添加元素，通过
linkFirst方法实现；如：addFirst(E e)、offerFirst(E e)、push(E e)。在集合尾部添加元素，通过
linkLast方法实现；如：add(E e)、addLast(E e)、offer(E e)、offerLast(E e)。在集合指定位置添加元素；如：
add(int index, E element)。在集合中添加新的集合；如：
addAll(Collection c)、addAll(int index, Collection c)。
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 ++;
}
public void addFirst(E e) {
linkFirst(e);
}
public boolean offerFirst(E e) {
addFirst(e);
return true;
}
public void push(E e) {
addFirst(e);
} 先获取到首部节点
first，再根据首部节点生成新的首部节点newNode如果原首部节点
first为空，那么尾部节点也为newNode，否则设置原节点的上一个为newNode
private 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 ++;
}
public boolean add(E e) {
linkLast(e);
return true;
}
public void addLast(E e) {
linkLast(e);
}
public boolean offer(E e) {
return add(e);
}
public boolean offerLast(E e) {
addLast(e);
return true;
} 先获取到尾部节点
last，再根据尾部节点生成新的尾部节点newNode如果原尾部节点
last为空，那么首部节点也为newNode，否则设置原节点的下一个为newNode
/** 添加元素element到当前集合的index位置 **/
public void add(int index, E element) {
//校验index是否合法
checkPositionIndex(index);
if (index == size)
linkLast(element);
else
linkBefore(element, node(index));
}
/** 检查index合法 **/
private void checkPositionIndex(int index) {
if (index < 0 || index > size) {
throw new IndexOutOfBoundsException("Index: " + index + ", Size: " + size);
}
}
/** 在给定元素前插入元素 **/
void linkBefore(E e, Node succ) {
final Node prev = succ.prev;
final Node newNode = new Node<>(prev, e, succ);
succ.prev = newNode;
if (prev == null) {
first = newNode;
} else {
prev.next = newNode;
}
size ++;
modCount ++;
}
/** 根据index定位元素 **/
private Node node(int index) {
if (index < size >> 1) {
Node e = first;
for (int i = 0; i < index; i++) e = e.next;
return e;
} else {
Node e = last;
for (int i = size - 1; i > index; i--) e = e.prev;
return e;
}
} 先校验index位置，如果是最后一个则直接调用
linkLast(E e)不是最后的位置，则先根据index查找Node节点；如果index小于总长度一般，就从头往尾找，否则就从尾往头部找
最后将元素插入到找到的Node节点前面
/** 通过下面的addAll(int index, Collection c)方法实现**/
public boolean addAll(Collection c) {
return addAll(size, c);
}
/** 在当前集合index位置插入集合c中所有元素 **/
public boolean addAll(int index, Collection c) {
//校验index
checkPositionIndex(index);
Object[] a = c.toArray();
int numNew = a.length;
if (numNew == 0) return false;
Node succ, pred;
if (index == size) {
succ = null;
pred = last;
} else {
succ = node(index);
pred = succ.prev;
}
for (Object o : a) {
Node newNode = new Node(pred, o, null);
if (pred == null) first = newNode;
else pred.next = newNode;
pred = newNode;
}
if (succ == null) {
last = pred;
} else {
pred.next = succ;
succ.prev = pred;
}
size += numNew;
modCount ++;
return true;
} 元素移除
元素移除主要有以下几个方法：
移除指定位置的元素，通过
unlink方法实现；如：``remove(int index)`。移除链表中指定的对象；如：
remove(Object o)。移除集合头部元素，通过
unlinkFirst方法实现；如：remove()、removeFirst()、poll()、pollFirst()、pop()。移除集合尾部元素，通过
unlinkLast方法实现；如：removeLast()、pollLast()。
E unlink(Nodex) { final E element = x.item; final Node prev = x.prev; final Node next = x.next; if (prev == null) { first = next; } else { prev.next = next; x.prev = null; } if (next == null) { last = prev; } else { last.prev = prev; x.next = null; } x.item = null; size --; modCount ++; return element; } public E remove(int index) { checkElementIndex(index); return unlink(node(index)); } private void checkElementIndex(int index) { if (index < 0 || index >= size) { throw new IndexOutOfBoundsException("Index: " + index + ", Size: " + size); } }
通过
checkElementIndex方法校验索引index。通过
unlink方法移除掉此节点。
public boolean remove(Object o) {
if (o == null) {
for (Node x = first; x != null; x = x.next) {
if (x.item == null) {
unlink(x);
return true;
}
}
} else {
for (Node x = first; x != null; x = x.next) {
if (o.equals(x.item)) {
unlink(x);
return true;
}
}
}
return false;
} 先判断对象o是否为
null。循环所有节点 判断每个节点的元素值是否和对象o相等；如果相等就移除掉该节点并返回
true。
private E unlinkFirst(Nodef) { final E element = f.item; final Node next = f.next; f.item = null; f.next = null; first = next; if (next == null) { last = null; } else { next.prev = null; } size --; modCount ++; return element; } public E remove() { return removeFirst(); } /** 移除集合头部元素，如果元素为空，抛出NoSuchElementException异常 **/ public E removeFirst() { final Node f = first; if (f == null) throw new NoSuchElementException(); return unlinkFirst(f); } public E poll() { return pollFirst(); } /** 移除集合头部元素，如果元素为空则返回null **/ public E pollFirst() { final Node f = first; return f == null ? null : unlinkFirst(f); } public E pop() { return removeFirst(); }
private E unlinkLast(Nodel) { final E element = l.item; final Node prev = l.prev; l.item = null; l.prev = null; last = prev; if (prev == null) { first = null; } else { prev.next = null; } size --; modCount ++; return element; } /** 移除集合尾部元素，如果元素为空，抛出NoSuchElementException异常 **/ public E removeLast() { final Node l = last; if (l == null) throw new NoSuchElementException(); return unlinkLast(l); } /** 移除集合尾部元素，如果元素为空则返回null **/ public E pollLast() { final Node l = last; return l == null ? null : unlinkLast(l); }
元素查找
元素查找主要有以下几个方法：
查找指定位置的元素；如：
get(int index)。查找集合头部元素；如：
element()、getFirst()、peek()、peekFirst()。查找集合尾部元素；如：
getLast()、peekLast()。
public E get(int index) {
checkElementIndex(index);
return node(index).item;
}public E element() {
return getFirst();
}
/** 查找集合头部元素，如果元素为空，抛出NoSuchElementException异常 **/
public E getFirst() {
final Node e = first;
if (e == null) throw new NoSuchElementException();
return e.item;
}
public E peek() {
final Node node = first;
return node == null ? null : node.item;
}
/** 查找集合头部元素，如果元素为空就返回null **/
public E peekFirst() {
final Node node = first;
return node == null ? null : node.item;
} /** 查找集合尾部元素，如果元素为空，抛出NoSuchElementException异常 **/
public E getLast() {
final Node e = last;
if (e == null) throw new NoSuchElementException();
return e.item;
}
/** 查找集合尾部元素，如果元素为空就返回null **/
public E peekLast() {
final Node node = last;
return node == null ? null : node.item;
} 元素更新
元素更新只有一个方法：set(int index, E e)
public E set(int index, E element) {
checkElementIndex(index);
//查询index位置的节点
Node node = node(index);
E oldValue = node.item;
//设置为最新元素
node.item = element
return oldValue;
} 先判断索引
index是否越界获取节点
node及原元素oldValue将节点
node设置为新的元素element返回原元素
oldValue。
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