LinkedList原始碼分析（基於JDK8）
阿新 • • 發佈：2019-01-04
LinkedList簡介
LinkedList 是一個繼承於AbstractSequentialList的雙向連結串列。它也可以被當作堆疊、佇列或雙端佇列進行操作。
LinkedList 實現 List 介面，能對它進行佇列操作。
LinkedList 實現 Deque 介面，即能將LinkedList當作雙端佇列使用。
LinkedList 實現了Cloneable介面，即覆蓋了函式clone()，能克隆。
LinkedList 實現java.io.Serializable介面，這意味著LinkedList支援序列化，能通過序列化去傳輸。
LinkedList 是非同步的。
LinkedList相對於ArrayList來說，是可以快速新增，刪除元素，ArrayList新增刪除元素的話需移動陣列元素，可能還需要考慮到擴容陣列長度。
LinkedList屬性
LinkedList本身的 的屬性比較少，主要有三個，一個是size，表名當前有多少個節點；一個是first代表第一個節點；一個是last代表最後一個節點。public class LinkedList<E> extends AbstractSequentialList<E> implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable{ //當前有多少個節點 transient int size = 0; //第一個節點 transient Node<E> first; //最後一個節點 transient Node<E> last; //省略內部類和方法。。 }
LinkedList構造方法
預設構造方法是空的，什麼都沒做，表示初始化的時候size為0，first和last的節點都為空：
public LinkedList() {
}1）使用this（）呼叫預設的無參建構函式。
2）呼叫addAll（）方法，傳入當前的節點個數size，此時size為0，並將collection物件傳遞進去
3）檢查index有沒有陣列越界的嫌疑
4）將collection轉換成陣列物件a
5）迴圈遍歷a陣列，然後將a數組裡面的元素建立成擁有前後連線的節點，然後一個個按照順序連起來。
6）修改當前的節點個數size的值
7）操作次數modCount自增1.
下面是實現的原始碼：
預設建構函式
public LinkedList(Collection<? extends E> c) {
this();
addAll(c);
}呼叫帶引數的addAll方法
public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
return addAll(size, c);
} public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
checkPositionIndex(index);
Object[] a = c.toArray();
int numNew = a.length;
if (numNew == 0)
return false;
Node<E> pred, succ;
if (index == size) {
succ = null;
pred = last;
} else {
succ = node(index);
pred = succ.prev;
}
for (Object o : a) {
@SuppressWarnings("unchecked") E e = (E) o;
Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, null);
if (pred == null)
first = newNode;
else
pred.next = newNode;
pred = newNode;
}
if (succ == null) {
last = pred;
} else {
pred.next = succ;
succ.prev = pred;
}
size += numNew;
modCount++;
return true;
}add方法
add(E e)方法
該方法直接將新增的元素放置連結串列的最後面，然後連結串列的長度（size）加1，修改的次數（modCount）加1
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++;
}add(int index, E element)方法
指定位置往陣列連結串列中新增元素
1）檢查新增的位置index 有沒有小於等於當前的長度連結串列size，並且要求大於0
2）如果是index是等於size，那麼直接往連結串列的最後面新增元素，相當於呼叫add(E e)方法
3）如果index不等於size，則先是索引到處於index位置的元素，然後在index的位置前面新增新增的元素。
public void add(int index, E element) {
checkPositionIndex(index);
if (index == size)
linkLast(element);
else
linkBefore(element, node(index));
}把索引到的元素新增到新增的元素之後
void linkBefore(E e, Node<E> succ) {
// assert succ != null;
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++;
}get方法
get方法
首先是判斷索引位置有沒有越界，確定完成之後開始遍歷連結串列的元素，那麼從頭開始遍歷還是從結尾開始遍歷呢，這裡其實是要索引的位置與當前連結串列長度的一半去做對比，如果索引位置小於當前連結串列長度的一半，否則從結尾開始遍歷 public E get(int index) {
checkElementIndex(index);
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;
}
}getfirst方法
直接將第一個元素返回 public E getFirst() {
final Node<E> f = first;
if (f == null)
throw new NoSuchElementException();
return f.item;
}getlast方法
直接將最後一個元素返回
public E getLast() {
final Node<E> l = last;
if (l == null)
throw new NoSuchElementException();
return l.item;
}remove方法
remove（）方法
remove方法本質呼叫的還是removeFirst方法
public E remove() {
return removeFirst();
}removeFirst（）方法
移除第一個節點，將第一個節點置空，讓下一個節點變成第一個節點，連結串列長度減1，修改次數加1，返回移除的第一個節點。
public E removeFirst() {
final Node<E> f = first;
if (f == null)
throw new NoSuchElementException();
return unlinkFirst(f);
} private E unlinkFirst(Node<E> f) {
// assert f == first && f != null;
final E element = f.item;
final Node<E> next = f.next;
f.item = null;
f.next = null; // help GC
first = next;
if (next == null)
last = null;
else
next.prev = null;
size--;
modCount++;
return element;
}removeLast（）方法
移除最後一個節點，將最後一個節點置空，最後一個節點的上一個節點變成last節點，，連結串列長度減1，修改次數加1，返回移除的最後一個節點。
public E removeLast() {
final Node<E> l = last;
if (l == null)
throw new NoSuchElementException();
return unlinkLast(l);
} 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;
}remove（int index）方法
先是檢查移除的位置是否在連結串列長度的範圍內，如果不在則丟擲異常，根據索引index獲取需要移除的節點，將移除的節點置空，讓其上一個節點和下一個節點對接起來。 public E remove(int index) {
checkElementIndex(index);
return unlink(node(index));
}set方法
檢查設定元素位然後置是否越界，如果沒有，則索引到index位置的節點，將index位置的節點內容替換成新的內容element，同時返回舊值。
public E set(int index, E element) {
checkElementIndex(index);
Node<E> x = node(index);
E oldVal = x.item;
x.item = element;
return oldVal;
}clear方法
將所有連結串列元素置空，然後將連結串列長度修改成0，修改次數加1 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++;
}push和pop方法
push其實就是呼叫addFirst(e)方法，pop呼叫的就是removeFirst()方法。
toArray方法
建立一個Object的陣列物件，然後將所有的節點都新增到Object物件中，返回Object陣列物件。 public Object[] toArray() {
Object[] result = new Object[size];
int i = 0;
for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next)
result[i++] = x.item;
return result;
}listIterator方法
這個方法返回的是一個內部類ListIterator，使用者可以使用這個內部類變數當前的連結串列元素，但是由於LinkedList也是非執行緒安全的類，所以和上一篇文章中的ArrayList原始碼分析(基於JDK8) Iterator一樣，多執行緒下面使用，也可能會產生多執行緒修改的異常。 public ListIterator<E> listIterator(int index) {
checkPositionIndex(index);
return new ListItr(index);
}