LinkedList底层数据结构
是一个双向链表
链表结构的优缺点:
链表查询慢，需要遍历链表
链表增删快，每次只需要对链表中的一个结点添加或删除
LinkedList继承关系
Serializable标记性接口
Cloneable标记性接口
Deque双向队列
LinkedList源码分析构造方法
·无参构造
· /**
· * 构造一个空列表。
· */
· public LinkedList() {
· }
·带单列集合的构造
· public LinkedList(Collection extends E> c) {
· this();
· addAll(c);
· }
· // 将集合插入到链表尾部，所以插入位置为size
· public boolean addAll(Collection extends E> c) {
· return addAll(size, c);
· }
· // 将集合从指定位置开始插入
· public boolean addAll(int index, Collection extends E> c) {
· // 检查index位置是否合法，当index>=0并且index
· // 否则抛出IndexOutOfBoundsException异常
· checkPositionIndex(index);
·
· // 将单列集合转为Object[]数组得到集合数据
· Object[] a = c.toArray();
· // 要添加的元素数量
· int numNew = a.length;
· if (numNew == 0)
· return false;
·
· Node
pred, succ;
· // 如果插入位置为尾部，前驱节点为last，后继节点为null
· if (index == size) {
· succ = null;
· pred = last;
· } else {
· // 否则，调用node方法得到后继节点，再得到前驱节点
· succ = node(index);
· pred = succ.prev;
· }
· // 遍历数据将数据插入
· for (Object o : a) {
· @SuppressWarnings("unchecked") E e = (E) o;
· // 初始化一个Node节点newNode，其中pre指向前一个节点pred，next指向null
· Node
newNode = new Node(pred, e, null);
· // 当插入位置为链表头部时，让first指向newNode节点
· if (pred == null)
· first = newNode;
· else
· // 否则，让前一个节点pred的后继节点指向newNode节点
· pred.next = newNode;
· // pred向前移动到新节点
· pred = newNode;
· }
·
· // 如果插入的位置在链表尾部，重置last指向pred
· if (succ == null) {
· last = pred;
· } else {
· // 否则，将插入的链表和之前的链表连接起来
· pred.next = succ;
· succ.prev = pred;
· }
·
· // 修改节点个数
· size += numNew;
· // 并发修改次数+1
· modCount++;
· return true;
· }
· private void checkPositionIndex(int index) {
· if (!isPositionIndex(index))
· throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
· }
· private boolean isPositionIndex(int index) {
· return index >= 0 && index
· }
· Node
node(int index) {
· // 当下标位置小于元素数量的一半时，从linkedlist左边开始向后遍历
· if (index > 1)) {
· Node
x = first;
· for (int i = 0; i
· x = x.next;
· return x;
· } else {
· // 当下标位置大于元素数量的一半时，从linkedlist右边开始向前遍历
· Node
x = last;
· for (int i = size - 1; i > index; i--)
· x = x.prev;
· return x;
· }
· }
· private static class Node
{
· E item;
· Node
next;
· Node
prev;
·
· Node(Node
prev, E element, Node
next) {
· this.item = element;
· this.next = next;
· this.prev = prev;
· }
· }
add源码分析
在链表尾部插入一个节点
public boolean add(E e) {
// 在链表尾部插入一个节点
linkLast(e);
return true;
}
void linkLast(E e) {
// 指向链表尾部
final Node
l = last;
// 创建一个新节点，前驱节点指向尾部
final Node
newNode = new Node(l, e, null);
// 将last指向新节点
last = newNode;
// 如果链表为空，将first指向新节点
if (l == null)
first = newNode;
else
// 如果不为空，将原链表尾部指向新节点
l.next = newNode;
// 节点个数+1
size++;
// 并发修改次数+1
modCount++;
}
在链表指定位置插入一个新节点
public void add(int index, E element) {
// 调用checkPositionIndex检查index位置是否合法，当index>=0并且index
checkPositionIndex(index);
// 添加到链表尾部
if (index == size)
linkLast(element);
else
// 添加到链表中间, 调用node方法得到index插入位置的节点
linkBefore(element, node(index));
}
void linkBefore(E e, Node
succ) {
// assert succ != null;
// 先得到插入位置的前驱节点pred
final Node
pred = succ.prev;
// 新建一个节点，前驱节点指向pred，后继节点指向插入位置的节点
final Node
newNode = new Node(pred, e, succ);
// 修改插入位置节点的前驱节点指向新建的节点
succ.prev = newNode;
// 如果新节点是头节点，让first指向新节点
if (pred == null)
first = newNode;
else
// 如果不是，将pred的后继节点指向新建节点
pred.next = newNode;
// 节点个数+1
size++;
// 并发修改次数+1
modCount++;
}
在链表头部插入一个节点
public void addFirst(E e) {
linkFirst(e);
}
private void linkFirst(E e) {
// 先得到first指向的头节点
final Node
f = first;
// 创建一个新节点，前驱节点为null，后继节点指向first
final Node
newNode = new Node(null, e, f);
// 让first指向新节点
first = newNode;
// 如果是空链表，last也要指向新节点
if (f == null)
last = newNode;
else
// 如果不是，将头节点的前驱节点指向新节点
f.prev = newNode;
// 节点个数+1
size++;
// 并发修改次数+1
modCount++;
}
在链表尾部追加一个节点
public void addLast(E e) {
linkLast(e);
}
void linkLast(E e) {
// 先得到last指向的尾节点
final Node
l = last;
// 创建一个新节点，前驱节点指向last，后继节点为null
final Node
newNode = new Node(l, e, null);
// 让last指向新节点
last = newNode;
// 如果是空链表，first也要指向新节点
if (l == null)
first = newNode;
else
// 如果不是，将尾节点的后继节点指向新节点
l.next = newNode;
// 节点个数+1
size++;
// 并发修改次数+1
modCount++;
}
get源码解析
获取指定位置的数据
public E get(int index) {
//调用checkElementIndex检查index位置是否合法，当indexindex >= 0 && index
checkElementIndex(index);
//调用node方法获取index位置的节点，返回节点的元素
return node(index).item;
}
private void checkElementIndex(int index) {
if (!isElementIndex(index))
throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}
private boolean isElementIndex(int index) {
return index >= 0 && index
}
获取链表中的第一个元素
public E getFirst() {
final Node
f = first;
// 如果头节点first为空，抛出NoSuchElementException
if (f == null)
throw new NoSuchElementException();
// 否则返回头节点数据
return f.item;
}
获取链表中的最后一个元素
public E getLast() {
// 如果尾节点last为空，抛出NoSuchElementException
final Node
l = last;
if (l == null)
throw new NoSuchElementException();
// 否则返回尾节点数据
return l.item;
}
set源码分析
修改指定位置节点的元素
public E set(int index, E element) {
// 调用checkElementIndex检查index位置是否合法，当indexindex >= 0 && index
checkElementIndex(index);
// 获取指定位置index的节点
Node
x = node(index);
// 记录节点的旧值
E oldVal = x.item;
// 给节点赋新值
x.item = element;
// 返回旧值
return oldVal;
}
indexOf源码解析
返回指定元素第一次出现的索引
public int indexOf(Object o) {
// 初始化index=0，找不到就自增，找到就返回index
int index = 0;
// 如果指定元素为null，从头节点开始遍历链表，调用==进行比较
if (o == null) {
for (Node
x = first; x != null; x = x.next) {
if (x.item == null)
return index;
index++;
}
} else {
// 如果指定元素不为null，从头节点开始遍历链表，调用equals进行比较
for (Node
x = first; x != null; x = x.next) {
// 如果是x.item.equals(o)会有NULLPointException空指针异常
if (o.equals(x.item))
return index;
index++;
}
}
// 如果链表中没有该元素，返回-1
return -1;
}
返回指定元素最后一次出现的索引
public int lastIndexOf(Object o) {
// 初始化index=size节点个数，找不到就自减，找到就返回index
int index = size;
// 如果指定元素为null，从尾节点开始遍历链表，调用==进行比较
if (o == null) {
for (Node
x = last; x != null; x = x.prev) {
// 如果是先判断等于null再自减，在判断等于null的时候出现了异常，就无法进行自减操作
index--;
if (x.item == null)
return index;
}
} else {
// 如果指定元素不为null，从尾节点开始遍历链表，调用equals进行比较
for (Node
x = last; x != null; x = x.prev) {
index--;
// 如果是x.item.equals(o)会有NULLPointException空指针异常
if (o.equals(x.item))
return index;
}
}
return -1;
}
remove源码解析
删除链表的第一个元素
public E remove() {
return removeFirst();
}
public E removeFirst() {
// 如果头节点为null，抛出NoSuchElementException异常
final Node
f = first;
if (f == null)
throw new NoSuchElementException();
return unlinkFirst(f);
}
private E unlinkFirst(Node
f) {
// assert f == first && f != null;
// 先记录头节点的值element
final E element = f.item;
// 和头节点的下一个节点next
final Node
next = f.next;
// 将头节点的数据和后继节点置为null，便于垃圾回收
f.item = null;
f.next = null; // help GC
// 修改头节点为第二个节点，让first指向next
first = next;
// 如果next为空，说明当前链表只有一个节点，last也需要置为null
if (next == null)
last = null;
else
// 如果next不为空，将next的前驱节点置为null
next.prev = null;
// 节点个数+1
size--;
// 并发修改次数+1
modCount++;
// 返回记录的element值
return element;
}
删除指定节点
public E remove(int index) {
// 调用checkElementIndex检查index位置是否合法，当indexindex >= 0 && index
checkElementIndex(index);
return unlink(node(index));
}
E unlink(Node
x) {
// assert x != null;
// 先记录删除位置节点的数据element，前驱节点prev和后继节点next
final E element = x.item;
final Node
next = x.next;
final Node
prev = x.prev;
// 如果删除的节点是头节点，first要指向删除节点的后继节点next
if (prev == null) {
first = next;
} else {
// 如果不是头节点，则让删除节点的前驱节点指向后继节点
prev.next = next;
// 删除节点的前驱节点置为null，方便垃圾回收
x.prev = null;
}
// 如果删除的节点是尾节点，last要指向删除节点的前驱节点prev
if (next == null) {
last = prev;
} else {
// 如果不是尾节点，则让删除节点的后继节点指向前驱节点
next.prev = prev;
// 删除节点的后继节点置为null，方便垃圾回收
x.next = null;
}
// 删除节点元素也置为null
x.item = null;
// 节点个数减1
size--;
// 并发修改次数+1
modCount++;
// 返回删除节点的值
return element;
}
删除指定元素
public boolean remove(Object o) {
// 如果删除元素是null，则从头节点开始遍历链表，调用==进行比较，再调用unlink方法删除，返回true
if (o == null) {
for (Node
x = first; x != null; x = x.next) {
if (x.item == null) {
unlink(x);
return true;
}
}
} else {
// 如果删除元素不是null，则从头节点开始遍历链表，调用equals进行比较，再调用unlink方法删除，返回true
for (Node
x = first; x != null; x = x.next) {
if (o.equals(x.item)) {
unlink(x);
return true;
}
}
}
// 如果没有删除元素，返回false
return false;
}
iterator源码分析
public Iterator
iterator() {
return listIterator();
}
public ListIterator
listIterator() {
return listIterator(0);
}
public ListIterator
listIterator(final int index) {
// 检查index
rangeCheckForAdd(index);
return new ListItr(index);
}
private void rangeCheckForAdd(int index) {
if (index size())
throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}
private class ListItr extends Itr implements ListIterator
{
ListItr(int index) {
cursor = index;
}
private class Itr implements Iterator
{
/**
* 后续调用next返回的元素索引。
*/
int cursor = 0;
/**
* 最近一次调用next或返回的元素的索引
* 以前。 如果此元素被调用删除，则重置为-1
* 去除。
*/
int lastRet = -1;
/**
* 检测并发修改
*/
int expectedModCount = modCount;
public boolean hasNext() {
// 如果游标cursor不等于链表节点的个数，说明还有元素
return cursor != size();
}
public E next() {
checkForComodification();
try {
int i = cursor;
// 获取当前游标的值
E next = get(i);
lastRet = i;
// 游标向下移
cursor = i + 1;
// 返回当前游标的值
return next;
} catch (IndexOutOfBoundsException e) {
// 判断并发修改次数和预期修改次数是否相同，不相同抛出ConcurrentModificationException并发修改异常
checkForComodification();
throw new NoSuchElementException();
}
}
}
