LinkedList源码解析与学习

布满荆棘的人生 2022-06-16 01:36 242阅读 0赞

为了更深一步的学习掌握[Java][]中的集合类，最近决定把Java中比较常用的集合类源码学习一下。

今天就把我对LinkedList源码的理解跟大家分享下，JDK版本是1.7（不同版本的源码可能略有差异，但是思想几乎不变）。

LinkedList底层是由双向链表来实现，我主要从add、get、remove以及它的构造函数还有一些关键参数（Node结点类）理解它。

LinkedList是一个继承于AbstractSequentialList的双向链表。inkedList 实现java.io.Serializable接口，这意味着LinkedList支持序列化，能通过序列化去传输。LinkedList是非同步的。

### 1、Node结点类 ###

private static class Node<E> {
    		//结点数据
            E item;
            //指向后一结点的引用
            Node<E> next;
            //指向前一结点的引用
            Node<E> prev;
    
            Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
                this.item = element;
                this.next = next;
                this.prev = prev;
            }
        }

2、LinkedList关键参数

transientint size = 0;              //链表的大小

transient Node<E> first;          //链表的头结点

ransient Node<E> last;             //链表的尾结点

3、LinkedList构造函数

（1）空构造函数

public LinkedList() {
        }

（2）带参构造函数

public LinkedList(Collection<? extends E> c) {
            this();
            addAll(c);
        }
    	
    	public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
            return addAll(size, c);
        }
    	
    	public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
    		//首先检验index的值是否在有效范围之内
            checkPositionIndex(index);
    
            Object[] a = c.toArray();
            int numNew = a.length;
            if (numNew == 0)
                return false;
    
            //确定待插入的节点的位置及其前驱和后继结点引用
            Node<E> pred, succ;
            //表示头结点或者尾结点插入
            if (index == size) {
                succ = null;
                pred = last;
            } else {
            	//表示中间结点插入
                succ = node(index);
                pred = succ.prev;
            }
            //（无论插入多少节点，后继结点的引用不会变，只需要不断改变前驱节点引用即可）
            for (Object o : a) {
                @SuppressWarnings("unchecked") E e = (E) o;
              //表示新结点的上一结点是prev
                Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, null);
                if (pred == null)
                    first = newNode;
                else
                	//表示上一结点的下一结点现在指向了newNode（很重要）
    			//(链表插入新的节点（只考虑与前驱结点的操作）,首先要保证新插入的节点指向前驱结点,另外也要保证前驱结点的引用指向新结点，这个是双向操作)
                    pred.next = newNode;
                pred = newNode;
            }
            //处理后继结点
            if (succ == null) {
                last = pred;
            } else {
            	//前后节点的互相引用，双向操作
                pred.next = succ;
                succ.prev = pred;
            }
    
            size += numNew;
            modCount++;
            return true;
        }
    	
    	//某一索引对应的结点
    	Node<E> node(int index) {
            // assert isElementIndex(index);
    
            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;
            }
        }

其中对addAll（）的应用及其使用场景要清楚，即怎么在双向链表中添加结点元素。（分两种情况：空链表和非空链表（分三种情况：头结点、尾结点、中间结点））。

4、add方法

//在链表后边添加node结点。
    	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++;
        }

5、get方法

public E get(int index) {
            checkElementIndex(index);
            //返回对应node结点的数据内容
            return node(index).item;
        }

6、remove方法

（1）E remove(**int**index)

public E remove(int index) {
            checkElementIndex(index);
            return unlink(node(index));
        }
    	
    	E unlink(Node<E> x) {
            // assert x != null;
            final E element = x.item;
            final Node<E> next = x.next;
            final Node<E> prev = x.prev;
            //前驱结点分两种情况考虑：头结点和一般结点
            if (prev == null) {
                first = next;
            } else {
                prev.next = next;
                x.prev = null;
            }
            //后继结点分两种情况：尾结点和一般结点
            if (next == null) {
                last = prev;
            } else {
                next.prev = prev;
                x.next = null;
            }
            //将删除节点的内容数据置空，便于GC回收
            x.item = null;
            size--;
            modCount++;
            return element;
        }

（2）**boolean** remove(Object o)

public boolean remove(Object o) {
    		//首先分成两种情况找到相对应的node节点（第一个节点内容是o的节点）
            if (o == null) {
                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;
        }

[Java]: http://lib.csdn.net/base/javase