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Collection原始碼之路(2)——LinkedList

上篇文章Collection原始碼之路(1)——ArrayList我們提到ArrayList其實就是可變長的陣列,我們都知道資料物理結構包括順序儲存和鏈式儲存兩種,特點是

順序儲存方便查詢,修改比較麻煩
鏈式儲存修改方便,查詢比較麻煩

ArrayList採用陣列的儲存結構,如果資料量很大的時候做增加或者刪除操作都是比較耗時的,故此我們使用鏈式儲存結構打造一個方便增加和刪除的集合——LinkedList

首先先來看下“雙鏈表”的構成
這裡寫圖片描述
Node結點具有兩個指標,pre指標指向上一個結點,next指標指向後一個結點,item存放的是資料,為什麼要提到雙鏈表?因為LinkedList底層就是用的雙鏈表,這樣查詢的時候可以選擇從前往後查還是從後往前查,結點之間連線更加緊密。

接著我們看下LinkedList成員

transient int size = 0;   

//集合長度,transient 之前ArrayList解釋過,不再解釋
 /**
     * Pointer to first node.
     */
    transient Node<E> first; //指向第一個結點

    /**
     * Pointer to last node.
     */
    transient Node<E> last;//指向最後一個結點
//定義一個結點,帶有前後兩個指標,對於外界來說只知道有資料並不知道有指標
 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; } }

add(E e)方法

 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)//如果是空結點,那麼新加入的就是第一個結點
            first = newNode;
        else   //否則的話就往後增加一個結點
            l.next = newNode;
        size++;
        modCount++;
    }

get(int index)方法

  public E get(int index) {
        checkElementIndex(index);//檢查下標是否越界
        return node(index).item;
    }
  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;
        }
    }

node(int index)這裡就利用了前後指標的方便,如果index小於總長度一半,那麼就從前往後查詢,如果大於一半就從後往前查詢

remove(int index)

public E remove(int index) {
        checkElementIndex(index);
        return unlink(node(index));
    }
//刪除該結點,同時避免該結點是頭尾結點做些處理
 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;

        if (prev == null) {//這個結點之前沒有結點了
            first = next;
        } else {
            prev.next = next;
            x.prev = null;
        }

        if (next == null) {
            last = prev;
        } else {
            next.prev = prev;
            x.next = null;
        }

        x.item = null;
        size--;
        modCount++;
        return element;
    }

clear()

  public void clear() {
        // Clearing all of the links between nodes is "unnecessary", but:
        // - helps a generational GC if the discarded nodes inhabit
        //   more than one generation
        // - is sure to free memory even if there is a reachable Iterator
        for (Node<E> x = first; x != null; ) {
            Node<E> next = x.next;
            x.item = null;
            x.next = null;
            x.prev = null;
            x = next;
        }
        first = last = null;
        size = 0;
        modCount++;
    }

和ArrayList不同,刪除不可以靠索引刪除,只能指標迴圈判斷

LinkedList與此同時也實現了Deque介面,裡面的方法我不在這裡講,後面降到Deque的時候再細說

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

整體來看,LinkedList還是很簡單的,其實就是一個雙鏈表,僅此而已。