LinkedList原始碼解析 基於Node結構
阿新 • • 發佈：2018-12-12
先來看看LinkedList的定義
public class LinkedList<E>
extends AbstractSequentialList<E>
implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable- 1
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AbstractSequentialList繼承了AbstractList並實現了一些方法,其他與ArrayList基本一致就不寫了,現在說下Deque這個介面
public interface Deque<E> extends Queue - 1
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3.屬性
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記住LinkedList是基於雙向迴圈連結串列設計的
transient int size = 0;
//第一個元素
transient Node<E> first;
//最後一個元素
transient Node<E> last;
//內部類Node
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;
}
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4.構造器
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//建立一個空linkedlist
public LinkedList() {
}
//根據傳入的list集合建立一個linkedlist
public LinkedList(Collection<? extends E> c) {
this();
addAll(c);
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5.解析部分方法原始碼
5.1 增加方法
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public boolean add(E e) {
linkLast(e);
return true;
}
void linkLast(E e) {
//把最後一個元素複製給l
final Node<E> l = last;
//根據傳入物件建立一個新的node元素
final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
//把這個node賦值最後一個元素
last = newNode;
//如果還沒插入之前last是null,把first也賦值為newnode
if (l == null)
first = newNode;
else
l.next = newNode;
size++;
modCount++;
}
//下面看看另外一種插入指定位置的add方法
public void add(int index, E element) {
//檢查輸入的index符不符合要求
checkPositionIndex(index);
//如果傳入index剛好在隊尾,相當於直接呼叫add()方法
if (index == size)
linkLast(element);
else
//呼叫方法插入
linkBefore(element, node(index));
}
//先來看看node方法怎麼查詢對應的node元素
Node<E> node(int index) {
//二分查詢法提高查詢速度,如果index小於size的一半,或者大於一半
if (index < (size >> 1)) {
//從頭部開始遍歷
Node<E> x = first;
for (int i = 0; i < index; i++)
x = x.next;
return x;
} else {
//從尾部往上遍歷
Node<E> x = last;
for (int i = size - 1; i > index; i--)
x = x.prev;
return x;
}
}
//現在來看看linkBefore方法
void linkBefore(E e, Node<E> succ) {
// 把元素插入的index對應的元素之前
final Node<E> pred = succ.prev;
final Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, succ);
succ.prev = newNode;
if (pred == null)
first = newNode;
else
pred.next = newNode;
size++;
modCount++;
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5.2 刪除方法
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//remove方法是刪除頂部元素,裡面呼叫了另外的方法
public E remove() {
return removeFirst();
}
//現在我們來看看呼叫的方法內部是怎麼寫的
public E removeFirst() {
//裡面寫的很簡單,最主要的還是unlinkFirst方法
final Node<E> f = first;
if (f == null)
throw new NoSuchElementException();
return unlinkFirst(f);
}
//再來看看unlinkFirst方法的內部
private E unlinkFirst(Node<E> f) {
// 把對應的元素賦值為null
final E element = f.item;
final Node<E> next = f.next;
f.item = null;
// 讓垃圾回收儘快處理掉這個物件
f.next = null;
first = next;
if (next == null)
last = null;
else
next.prev = null;
size--;
modCount++;
return element;
}
//以下兩個方法最後都是呼叫了unlink方法
public E remove(int index) {
//檢查index是否符合要求的方法
checkElementIndex(index);
return unlink(node(index));
}
public boolean remove(Object o) {
//如果為null需要特殊處理
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;
}
//現在來看看unlink方法
E unlink(Node<E> x) {
final E element = x.item;
final Node<E> next = x.next;
final Node<E> prev = x.prev;
// 把傳入nude的與上一個node之間的關係清空
if (prev == null) {
first = next;
} else {
prev.next = next;
x.prev = null;
}
// 把傳入nude的與下一個node之間的關係清空
if (next == null) {
last = prev;
} else {
next.prev = prev;
x.next = null;
}
// 把自己賦值為空,能夠更快的垃圾回收
x.item = null;
size--;
modCount++;
return element;
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5.3 修改方法
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public E set(int index, E element) {
//檢查index是否符合要求
checkElementIndex(index);
//獲得傳入index對應的node
Node<E> x = node(index);
//獲得修改之前的值
E oldVal = x.item;
//把當前元素賦值為傳入的值
x.item = element;
//返回修改之前的值
return oldVal;
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5.4 查詢方法
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//有兩種查詢方法,一種只是獲得元素,一種是獲得元素並且刪除元素
//先來看看獲得元素方法,很簡單呼叫了上面講的node方法
public E get(int index) {
checkElementIndex(index);
return node(index).item;
}
//另外一種是獲得元素並且刪除的方法,也很簡單呼叫了上面的刪除方法,刪除方法會返回元素
public E poll() {
final Node<E> f = first;
return (f == null) ? null : unlinkFirst(f);
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5.5 迭代器
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//迭代器也分為兩種,一種是正常順序迭代,一種是逆向迭代
//先來看看正常順序迭代的方法,可以看到是呼叫了自己的一個內部類
public Iterator<E> iterator() {
return listIterator();
}
public ListIterator<E> listIterator() {
return listIterator(0);
}
public ListIterator<E> listIterator(final int index) {
//看名字就知道是個檢查index是否符合要求的方法
rangeCheckForAdd(index);
return new ListItr(index);
}
//下面來詳細看看ListItr這個類內部是怎麼寫的
//方法比較簡單,就不多寫註釋了
private class ListItr implements ListIterator<E> {
//最後一次返回的元素
private Node<E> lastReturned = null;
//下一個元素
private Node<E> next;
//下一個指標
private int nextIndex;
//期待改變次數,保證迭代過程中沒有做修改
private int expectedModCount = modCount;
ListItr(int index) {
//賦值初始元素與指標
next = (index == size) ? null : node(index);
nextIndex = index;
}
public boolean hasNext() {
return nextIndex < size;
}
public E next() {
checkForComodification();
if (!hasNext())
throw new NoSuchElementException();
lastReturned = next;
next = next.next;
nextIndex++;
return lastReturned.item;
}
public boolean hasPrevious() {
return nextIndex > 0;
}
public E previous() {
checkForComodification();
if (!hasPrevious())
throw new NoSuchElementException();
lastReturned = next = (next == null) ? last : next.prev;
nextIndex--;
return lastReturned.item;
}
public int nextIndex() {
return nextIndex;
}
public int previousIndex() {
return nextIndex - 1;
}
public void remove() {
checkForComodification();
if (lastReturned == null)
throw new IllegalStateException();
Node<E> lastNext = lastReturned.next;
unlink(lastReturned);
if (next == lastReturned)
next = lastNext;
else
nextIndex--;
lastReturned = null;
expectedModCount++;
}
public void set(E e) {
if (lastReturned == null)
throw new IllegalStateException();
checkForComodification();
lastReturned.item = e;
}
public void add(E e) {
checkForComodification();
lastReturned = null;
if (next == null)
linkLast(e);
else
linkBefore(e, next);
nextIndex++;
expectedModCount++;
}
final void checkForComodification() {
if (modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
}
}
//再來看看逆向迭代的方法,也是建立了一個內部類返回
public Iterator<E> descendingIterator() {
return new DescendingIterator();
}
//老樣子,來看看內部類的原始碼,很簡單next方法直接呼叫了itr的previous方法
private class DescendingIterator implements Iterator<E> {
private final ListItr itr = new ListItr(size());
public boolean hasNext() {
return itr.hasPrevious();
}
public E next() {
return itr.previous();
}
public void remove() {
itr.remove();
}
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End!