LinkedList源码分析

Posted 2022-09-02 robertlionlin

概述

1 LinkedList是List接口的双向链表非同步实现，并允许包括null在内的所有元素。
　　2 底层的数据结构是基于双向链表的，该数据结构我们称为节点。它也可以被当作堆栈、队列（实现 了List 接口）或双端队列（实现 了Deque 接口）进行操作。
　　3 双向链表节点对应的类Node的实例，Node中包含成员变量：prev，next，item。其中，prev是该节点的上一个节点，next是该节点的下一个节点，item是该节点所包含的值。
　　4 它的查找是分两半查找，先判断index是在链表的哪一半，然后再去对应区域查找，这样最多只要遍历链表的一半节点即可找到

　　优化：结点在前半段则从头开始遍历，后半段则从尾开始遍历，专业爆炸遍历最多一般结点就可以找到结点。

源码分析

继承结构

属性

    // 实际元素个数
    transient int size = 0;
    // 头结点
    transient Node<E> first;
    // 尾结点
    transient Node<E> last;

构造方法

1）无参构造函数
    public LinkedList() 
    
2）有参构造函数
public LinkedList(Collection<? extends E> c) 
        this();
        addAll(c);

内部类

private static class Node<E> 
        E item; // 数据域（当前节点的值）
        Node<E> next; // 后继（指向当前一个节点的后一个节点）
        Node<E> prev; // 前驱（指向当前节点的前一个节点）
        
        // 构造函数
        Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) 
            this.item = element;
            this.next = next;
            this.prev = prev;
        
    

核心方法

add

 public boolean add(E e) 
       　　 // 添加到末尾
        　　linkLast(e);
        　　return true;
  　　  

    void linkLast(E e) 
        final Node<E> l = last;    //临时节点l(L的小写)保存last，也就是l指向了最后一个节点
        final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);//将e封装为节点，并且e.prev指向了最后一个节点
        last = newNode;　　//newNode成为了最后一个节点，所以last指向了它
        if (l == null)    //判断是不是一开始链表中就什么都没有，如果没有，则newNode就成为了第一个节点，first和last都要指向它
            first = newNode;
        else    //正常的在最后一个节点后追加，那么原先的最后一个节点的next就要指向现在真正的最后一个节点，原先的最后一个节点就变成了倒数第二个节点
            l.next = newNode;
        size++;//添加一个节点，size自增
        modCount++;
    

remove

//首先通过看上面的注释，我们可以知道，如果我们要移除的值在链表中存在多个一样的值，那么我们会移除index最小的那个，也就是最先找到的那个值，如果不存在这个值，那么什么也不做
    public boolean remove(Object o) 
//这里可以看到，linkedList也能存储null
        if (o == null) 
//循环遍历链表，直到找到null值，然后使用unlink移除该值。下面的这个else中也一样
            for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) 
                if (x.item == null) 
                    unlink(x);
                    return true;
                
            
         else 
            for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) 
                if (o.equals(x.item)) 
                    unlink(x);
                    return true;
                
            
        
        return false;
    

//不能传一个null值过，注意，看之前要注意之前的next、prev这些都是谁。
    E unlink(Node<E> x) 
        // assert x != null;
//拿到节点x的三个属性
        final E element = x.item;
        final Node<E> next = x.next;
        final Node<E> prev = x.prev;

//这里开始往下就进行移除该元素之后的操作，也就是把指向哪个节点搞定。
        if (prev == null) 
//说明移除的节点是头节点，则first头节点应该指向下一个节点
            first = next;
         else 
//不是头节点，prev.next=next：有1、2、3，将1.next指向3
            prev.next = next;
//然后解除x节点的前指向。
            x.prev = null;
        

        if (next == null) 
//说明移除的节点是尾节点
            last = prev;
         else 
//不是尾节点，有1、2、3，将3.prev指向1. 然后将2.next=解除指向。
            next.prev = prev;
            x.next = null;
        
//x的前后指向都为null了，也把item为null，让gc回收它
        x.item = null;
        size--;    //移除一个节点，size自减
        modCount++;
        return element;    //由于一开始已经保存了x的值到element，所以返回。
    

get(index)

 public E get(int index) 
        checkElementIndex(index);
        return node(index).item;
    

indexOf(Object o)

//这个很简单，就是通过实体元素来查找到该元素在链表中的位置。跟remove中的代码类似，只是返回类型不一样。
   public int indexOf(Object o) 
        int index = 0;
        if (o == null) 
            for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) 
                if (x.item == null)
                    return index;
                index++;
            
         else 
            for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) 
                if (o.equals(x.item))
                    return index;
                index++;
            
        
        return -1;
    

 

迭代器

ListItr 

　　不止有向后迭代的方法，还有向前迭代的方法，所以我们就知道了这个ListItr这个内部类干嘛用的了，就是能让linkedList不光能像后迭代，也能向前迭代。
　　看一下ListItr中的方法，可以发现，在迭代的过程中，还能移除、修改、添加值得操作。