LinkedList類

一、概述

List 介面的連結列表實現。

除了實現 List 介面外，LinkedList 類還為在列表的開頭及結尾 get、remove 和 insert 元素提供了統一的命名方法。這些操作允許將連結列表用作堆疊、佇列或雙端佇列。

二、特有方法

void	addFirst(E e)           將指定元素插入此列表的開頭。
void	addLast(E e)           將指定元素新增到此列表的結尾。

E	getFirst()           返回此列表的第一個元素。
E	getLast()           返回此列表的最後一個元素。

E	removeFirst()           移除並返回此列表的第一個元素。
E	removeLast()           移除並返回此列表的最後一個元素。

E	get (int index)           返回此列表中指定位置處的元素。

（1） addFirst(E e) 和 addLast(E e)

//連結串列長度
transient int size = 0;
//連結串列頭結點，起始為空
transient Node<E> first;
//連結串列尾結點，起始為空
transient Node<E> last;

//雙向連結串列   
private static class Node<E> {
    //本節點資料
    E item;
    //後繼節點
    Node<E> next;
    //前驅節點
    Node<E> prev;

    Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
        this.item = element;
        this.next = next;
        this.prev = prev;
    }
}

public void addFirst(E e) {
    linkFirst(e);
}
//頭插法
private void linkFirst(E e) {
    final Node<E> f = first;
    //建立本節點
    //前驅節點賦值為空，本節點置入，後繼節點為原頭結點
    final Node<E> newNode = new Node<>(null, e, f);
    //頭結點賦值為newNode
    first = newNode;
    //如果原來頭結點為空，則說明原連結串列為空，則新節點即為頭結點也為尾結點
    if (f == null)
       last = newNode;
    //如果不為空，則將原頭結點的前驅節點指向新節點
    else
        f.prev = newNode;
    //長度+1
    size++;
    //修改次數+1
    modCount++;
}

//尾插法
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++;
    }

總結：

1. 建立本節點
2. 修改原頭結點、尾結點
3. 本節點前後彼此連線

（2）getFirst() 和 getLast()

public E getFirst() {
    final Node<E> f = first;
    if (f == null)
        throw new NoSuchElementException();
    return f.item;
}

public E getLast() {
    final Node<E> l = last;
    if (l == null)
        throw new NoSuchElementException();
    return l.item;
}

（3）removeFirst() 和 removeLast()

public E removeFirst() {
    final Node<E> f = first;
    if (f == null)
        throw new NoSuchElementException();
    return unlinkFirst(f);
}

private E unlinkFirst(Node<E> f) {
    //獲取本節點內容
    final E element = f.item;
    //獲取後繼節點
    final Node<E> next = f.next;
    //本節點內容賦空
    f.item = null;
    //後繼節點賦空
    //等待垃圾回收機制
    f.next = null; // help GC
    //頭結點指向該節點的後繼節點
    first = next;
    //如果後繼節點為空，則連結串列為空，尾結點賦空
    if (next == null)
        last = null;
    else
    //新頭結點前驅節點賦空
        next.prev = null;
    size--;
    modCount++;
    return element;
}

private E unlinkLast(Node<E> l) {
    // assert l == last && l != null;
    final E element = l.item;
    final Node<E> prev = l.prev;
    l.item = null;
    l.prev = null; // help GC
    last = prev;
    if (prev == null)
        first = null;
    else
        prev.next = null;
    size--;
    modCount++;
    return element;
}

總結：

1. 記住前驅節點或後繼節點
2. 斷掉該節點連線
3. 修改其他節點連線或修改頭尾結點 

（4）get(int index)

public E get(int index) {
    //是否越界，越界異常
    checkElementIndex(index);
    return node(index).item;
}

Node<E> node(int index) {
    //如果索引小於1/2，則從頭查詢
    if (index < (size >> 1)) {
        Node<E> x = first;
        for (int i = 0; i < index; i++)
            x = x.next;
        return x;
    } else {
    //如果索引大於1/2，則從尾查詢
        Node<E> x = last;
        for (int i = size - 1; i > index; i--)
            x = x.prev;
        return x;
    }
}