LinkedList源碼分析

andycall 發(fā)布于2019-08-19 11:03 / 1125人閱讀

摘要：源碼分析是一個(gè)雙向鏈表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于支持隨機(jī)訪問數(shù)據(jù)的比如數(shù)組，應(yīng)該優(yōu)先使用。一個(gè)有序的集合支持在頭和尾進(jìn)行插入和刪除元素。的大多實(shí)現(xiàn)元素?cái)?shù)量是沒有大小限制的。構(gòu)造方法第一個(gè)是一個(gè)空的構(gòu)造器，第二個(gè)構(gòu)造器調(diào)用了方法。

LinkedList源碼分析

LinkedList是一個(gè)雙向鏈表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。

類的實(shí)現(xiàn)接口及繼承父類

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

AbstractSequentiaList

這個(gè)類提供了一個(gè)List接口實(shí)現(xiàn)，為實(shí)現(xiàn)序列訪問的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)提供了所需要的最小化接口實(shí)現(xiàn)。對(duì)于支持隨機(jī)訪問數(shù)據(jù)的List比如數(shù)組，應(yīng)該優(yōu)先使用AbstractList。

List 接口

一個(gè)有序的集合。這個(gè)接口可以精確控制每個(gè)元素在列表中的位置插入。用戶可以通過整數(shù)索引來訪問元素（位置在列表中）。

Deque

一個(gè)有序的集合支持在頭和尾進(jìn)行插入和刪除元素。deque是 double ended queue （雙端隊(duì)列）的縮寫。
deque的大多實(shí)現(xiàn)元素?cái)?shù)量是沒有大小限制的。但這個(gè)接口支持容量限制。

構(gòu)造方法

public LinkedList() {
}


public LinkedList(Collection c) {
this();
addAll(c);
}

第一個(gè)是一個(gè)空的構(gòu)造器，第二個(gè)構(gòu)造器調(diào)用了addAll()方法。

在研究addAll()方法之前，我們先來看一下幾個(gè)重要的屬性。

//容器的大小：
transient int size = 0;

//首節(jié)點(diǎn)：
transient Node first;

//尾節(jié)點(diǎn)：
transient Node last;



//節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
private static class Node {
E item;//節(jié)點(diǎn)的值
Node next;//節(jié)點(diǎn)的下一個(gè)節(jié)點(diǎn) 如果等于null 則為尾節(jié)點(diǎn)
Node prev;//節(jié)點(diǎn)的上一個(gè)節(jié)點(diǎn)，如果等于null則為首節(jié)點(diǎn)

Node(Node prev, E element, Node next) {//構(gòu)造器 構(gòu)造節(jié)點(diǎn)
    this.item = element;
    this.next = next;
    this.prev = prev;
}
}

常用方法解析 linkFirst() 插入第一個(gè)節(jié)點(diǎn)

private void linkFirst(E e) {
final Node f = first;//獲得第一個(gè)節(jié)點(diǎn)
final Node newNode = new Node<>(null, e, f);//構(gòu)造本次插入的首節(jié)點(diǎn)，之前的首節(jié)點(diǎn)作為下一個(gè)節(jié)點(diǎn)
first = newNode;//本次插入節(jié)點(diǎn)作為首節(jié)點(diǎn)
if (f == null)//如果首節(jié)點(diǎn)為空，則尾節(jié)點(diǎn)也為他
    last = newNode;
else
    f.prev = newNode;//否則，之前的首節(jié)點(diǎn)作為新節(jié)點(diǎn)的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)
size++;//容器大小加一
modCount++;//修改次數(shù)加一
}

linkLast() 插入尾節(jié)點(diǎn)

  
 void linkLast(E e) {
    final Node l = last;//獲取尾節(jié)點(diǎn)
    final Node newNode = new     Node<>(l, e, null);//構(gòu)造新節(jié)點(diǎn)
    last = newNode;//本次插入節(jié)點(diǎn)為尾節(jié)點(diǎn)
    if (l == null)//如果尾節(jié)點(diǎn)為空
        first = newNode;//則插入之前為空容器，首節(jié)點(diǎn)也為本次插入節(jié)點(diǎn)
    else
        l.next = newNode;//否則本次插入節(jié)點(diǎn)為之前尾節(jié)點(diǎn)的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)
    size++;//容器大小加一
    modCount++;//修改次數(shù)加一
}

linkBefore(E e,Node succ)

//插入節(jié)點(diǎn)e ，在不為空的succ節(jié)點(diǎn)之前
void linkBefore(E e, Node succ) {
// assert succ != null;
final Node pred = succ.prev;//succ的前一個(gè)節(jié)點(diǎn)
final Node newNode = new Node<>(pred, e, succ);//構(gòu)造新節(jié)點(diǎn)插入succ之前
succ.prev = newNode;//succ的前一個(gè)節(jié)點(diǎn)為新構(gòu)造的節(jié)點(diǎn)
if (pred == null)//如果succ的前一個(gè)節(jié)點(diǎn)為空，則本次插入節(jié)點(diǎn)將做為首節(jié)點(diǎn)
    first = newNode;
else
    pred.next = newNode;//否則新節(jié)點(diǎn)作為succ的上一個(gè)節(jié)點(diǎn)
size++;//容器大小加一
modCount++;//修改次數(shù)加一
}

unlinkFirst(Node f) f節(jié)點(diǎn)的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)作為首節(jié)點(diǎn)

private E unlinkFirst(Node f) {
// assert f == first && f != null;
final E element = f.item;
final Node 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;
}

f.next 釋放了內(nèi)存，等待垃圾回收機(jī)制進(jìn)行回收內(nèi)存。

//unlinkFirst方法被調(diào)用移除首節(jié)點(diǎn)
public E removeFirst() {
final Node f = first;
if (f == null)
    throw new NoSuchElementException();
return unlinkFirst(f);
}

unlinkLast(Node l) f節(jié)點(diǎn)的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)作為尾節(jié)點(diǎn)

private E unlinkLast(Node l) {
// assert l == last && l != null;
final E element = l.item;
final Node 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;
}



public E removeLast() {
final Node l = last;
if (l == null)
    throw new NoSuchElementException();
return unlinkLast(l);
}

getFirst() 得到首節(jié)點(diǎn)的值

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

remove(Object o)

public boolean remove(Object o) {
if (o == null) {//如果被移除元素為空
    for (Node x = first; x != null; x = x.next) {
        if (x.item == null) {//判斷節(jié)點(diǎn)的值是否為空
            unlink(x);//移除元素
            return true;
        }
    }
} else {
    for (Node x = first; x != null; x = x.next) {
        if (o.equals(x.item)) {
            unlink(x);
            return true;
        }
    }
}
return false;
}

隊(duì)列操作 peek() 返回隊(duì)列首元素，不移除

public E peek() {
final Node f = first;
return (f == null) ? null : f.item;
}

poll() 返回隊(duì)列首元素，并移除隊(duì)列

public E poll() {
final Node f = first;
return (f == null) ? null : unlinkFirst(f);
}

offer（）入隊(duì) 插入隊(duì)列尾

public boolean offer(E e) {
return add(e);
}

從poll和offer方法可以看出Linked是一個(gè)FIFO先進(jìn)先出隊(duì)列（first input first output ）

node（int index）索引查詢元素

//使用二分法用索引查找元素
Node node(int index) {
// assert isElementIndex(index);

if (index < (size >> 1)) {
    Node x = first;
    for (int i = 0; i < index; i++)
        x = x.next;
    return x;
} else {
    Node x = last;
    for (int i = size - 1; i > index; i--)
        x = x.prev;
    return x;
}

}

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