七的博客
LinkedList浅析-JDK1.8
LinkedList浅析(JDK1.8)
源码分析环境
- OS: Ubuntu 16.04 LTS X64
- IDE: IDEA 2017.1.3
- JDK:
- HotSpot™ 64-Bit JDK1.6
- HotSpot™ 64-Bit JDK1.7
- HotSpot™ 64-Bit JDK1.8
- OpenJDK 64-Bit Server VM (build 25.131-b11, mixed mode) OpenJDK1.8
一. 类的声明
public class LinkedList<E>
extends AbstractSequentialList<E>
implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable
- 继承父类 AbstractSequentialList
- 实现了 List 接口
- 实现了 Deque 接口
- 实现了 Cloneable 接口，支持被克隆
- 实现了 Serializable 接口，支持序列化以及反序列化
二. 类的属性
- size 表示链表的长度，被 transient 关键字修饰，表示该属性不支持序列化传输。 这是因为链表的具体内容需要在运行时动态处理，而不是靠序列化来维护。
transient int size = 0;
- 指向第一个节点，或者说是头结点。
/**
* Pointer to first node.
* Invariant: (first == null && last == null) ||
* (first.prev == null && first.item != null)
*/
transient Node<E> first;
- 指向最后一个节点，可以说是尾节点。
/**
* Pointer to last node.
* Invariant: (first == null && last == null) ||
* (last.next == null && last.item != null)
*/
transient Node<E> last;
三.类的构造方法
无参的构造方法
public LinkedList() {
}
有参的构造方法
传入一个集合初始化一个 LinkedList 对象，首先调用无参构造方法，然后调用 addAll（） 方法把集合里面所有的数据添加进去
public LinkedList(Collection<? extends E> c) {
this();
addAll(c);
}
四.方法
私有的关键方法
这里先把内部类 Node 的代码先贴出来，方便我们下面代码的阅读。
private static class Node<E> {
// 代表元素
E item;
// 下一个节点
Node<E> next;
// 上一个节点
Node<E> prev;
Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
this.item = element;
this.next = next;
this.prev = prev;
}
}
把元素插入到头部位置
private void linkFirst(E e) {
// 得到头部这个节点元素,就是类属性中的 first 属性
final Node<E> f = first;
// 这里就是新建出一个新的节点来,新的节点prev属性为null,则前面没有元素,当前元素element为传入的元素e,next的值为f,也就是一开始的第一个节点的元素
final Node<E> newNode = new Node<>(null, e, f);
// 把头结点指向新节点
first = newNode;
// f为头结点,头结点为null,则说明原来就是空的,尾节点就直接是新节点
if (f == null)
last = newNode;
// 把新节点newNode作为头结点【也就是原来的第一个位置的元素】的前一个节点,相当于把原来的头结点往后移动
else
f.prev = newNode;
size++;
modCount++;
}
插入元素到尾部位置
void linkLast(E e) {
// 得到尾部位置的节点
final Node<E> l = last;
// 创建一个新的节点,节点的前一个节点为l,当前节点为e,后一个节点为null
final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
// 最后一个节点为新节点
last = newNode;
// 如果l为空就说明是空节点,所以首节点就是新节点
if (l == null)
first = newNode;
// 把新节点置作为尾节点
else
l.next = newNode;
// 容量要自增
size++;
modCount++;
}
插入元素到指定节点前面，e为指定元素，succ为指定节点
void linkBefore(E e, Node<E> succ) {
// assert succ != null;
// 获取指定节点的前一个节点
final Node<E> pred = succ.prev;
// 创建一个新的节点,前一个节点为pred,当前元素为e,下一个节点为succ
final Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, succ);
// 指定节点的前一个节点为新的节点
succ.prev = newNode;
// 前一节点为空说明以前是空的链表,头结点就是信节点
if (pred == null)
first = newNode;
// 不为空下一节点就是新节点
else
pred.next = newNode;
size++;
modCount++;
}
删除头结点的并返回该节点上的数据
private E unlinkFirst(Node<E> f) {
// assert f == first && f != null;
// 先获取数据
final E element = f.item;
// 把头结点后面的节点后去出来
final Node<E> next = f.next;
f.item = null;
f.next = null; // help GC
// 后面的节点往前移动
first = next;
// next节点都为空了就说明移除后就没有节点了
if (next == null)
last = null;
else
next.prev = null;
size--;
modCount++;
return element;
}
删除尾节点并返回该节点上的数据
private E unlinkLast(Node<E> l) {
// assert l == last && l != null;
// 获取节点的内容
final E element = l.item;
// 获取节点的前一个节点,也就是倒数第二
final Node<E> prev = l.prev;
l.item = null;
l.prev = null; // help GC
// 最后一个节点就等于倒数第二个节点了《因为最后一个已经被删除了
last = prev;
// 前一个为空就是链表都为空了
if (prev == null)
first = null;
else
prev.next = null;
size--;
modCount++;
return element;
}
删除某个指定节点
E unlink(Node<E> x) {
// assert x != null;
final E element = x.item;
// 获取前一个跟后一个节点元素
final Node<E> next = x.next;
final Node<E> prev = x.prev;
// 前一个为空则说明就是传入指定的节点就是首节点
if (prev == null) {
first = next;
// 否则下一个节点就是
} else {
prev.next = next;
x.prev = null;
}
// 后面没有节点就说明当前就是最后一个节点
if (next == null) {
last = prev;
} else {
next.prev = prev;
x.next = null;
}
x.item = null;
size--;
modCount++;
return element;
}
公开的方法
大部分就是调用上面的私有方法来进行操作的
获取第一个元素
public E getFirst() {
final Node<E> f = first;
if (f == null)
throw new NoSuchElementException();
return f.item;
}
获取最后一个元素
public E getLast() {
final Node<E> l = last;
if (l == null)
throw new NoSuchElementException();
return l.item;
}
移除第一个元素
public E removeFirst() {
final Node<E> f = first;
if (f == null)
throw new NoSuchElementException();
return unlinkFirst(f);
}
移除最后一个元素
public E removeLast() {
final Node<E> l = last;
if (l == null)
throw new NoSuchElementException();
return unlinkLast(l);
}
添加到第一个元素位置
public void addFirst(E e) {
linkFirst(e);
}
添加到最后一个元素位置
public void addLast(E e) {
linkLast(e);
}
查看集合中是否包含指定对象
public boolean contains(Object o) {
return indexOf(o) != -1;
}
返回当前容量大小
public int size() {
return size;
}
添加指定元素到集合，默认就是放到最后
public boolean add(E e) {
linkLast(e);
return true;
}
移除集合中指定元素，如果有多个只会移除其中的一个
public boolean remove(Object o) {
if (o == null) {
for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
if (x.item == null) {
// 调用用私有的方法进行移除
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;
}
添加指定集合到链表中去，默认就是放到最后
public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
return addAll(size, c);
}
添加指定集合中所有的元素到到链表中的指定下标位置
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;
}
清除所有的元素
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++;
}
获取指定下标元素
public E get(int index) {
checkElementIndex(index);
return node(index).item;
}
设置指定下标的元素
public E set(int index, E element) {
checkElementIndex(index);
Node<E> x = node(index);
E oldVal = x.item;
x.item = element;
return oldVal;
}
添加指定元素到指定下标
public void add(int index, E element) {
checkPositionIndex(index);
if (index == size)
linkLast(element);
else
linkBefore(element, node(index));
}
移除指定下标元素
public E remove(int index) {
checkElementIndex(index);
return unlink(node(index));
}
返回指定下标的节点
Node<E> node(int index) {
// assert isElementIndex(index);
// 这里有用移位操作,如果指定下标小于总容量大小的1/2,就从头部开始查找,高中数学二分法
if (index < (size >> 1)) {
Node<E> x = first;
for (int i = 0; i < index; i++)
x = x.next;
return x;
// 大于1/2就从后面开始查找
} else {
Node<E> x = last;
for (int i = size - 1; i > index; i--)
x = x.prev;
return x;
}
}
查找相关操作
- 查找集合中包含指定对象的下标位置，默认为第一次出现的位置
public int indexOf(Object o) {
int index = 0;
if (o == null) {
for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
if (x.item == null)
return index;
index++;
}
} else {
for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
if (o.equals(x.item))
return index;
index++;
}
}
return -1;
}
- 查找集合中最后一次出现指定对象的下标位置
public int lastIndexOf(Object o) {
int index = size;
if (o == null) {
for (Node<E> x = last; x != null; x = x.prev) {
index--;
if (x.item == null)
return index;
}
} else {
for (Node<E> x = last; x != null; x = x.prev) {
index--;
if (o.equals(x.item))
return index;
}
}
return -1;
}
队列的操作
- 出队的操作
不会删除元素，如果为空就会返回null，不会跑出异常
public E peek() {
final Node<E> f = first;
return (f == null) ? null : f.item;
}
- 出队的操作
存在的话就会返回元素并且不会移除元素，但是如果为空就会跑出异常，因为调用的是getFirst（）方法
public E element() {
return getFirst();
}
- 出队的操作
存在的话就会返回这个元素并且被移除，不存在的话就会返回null
public E poll() {
final Node<E> f = first;
return (f == null) ? null : unlinkFirst(f);
}
- 出队操作
如果不存在就会跑出异常，存在的话就会有返回值，然后删除这个元素
public E remove() {
return removeFirst();
}
- 入队操作
把元素放到后端，始终返回true
public boolean offer(E e) {
return add(e);
}
双向队列操作
- 入队操作
把元素放到最前端，始终返回true
public boolean offerFirst(E e) {
addFirst(e);
return true;
}
- 入队操作
把元素放到后端，始终返回true
public boolean offerLast(E e) {
addLast(e);
return true;
}
- 出队操作。
如果存在首元素的话就会被返回，不会被移除，如果不存在就会返回null，不会抛出异常（也就是从前端出队）
public E peekFirst() {
final Node<E> f = first;
return (f == null) ? null : f.item;
}
- 出队操作。
如果存在尾元素的话就会被返回，不会被移除，如果不存在就会返回null，不会抛出异常（也就是从后端出队）
public E peekLast() {
final Node<E> l = last;
return (l == null) ? null : l.item;
}
- 出队操作。
从前端开始操作，如果存在第一个元素的话就会被返回，并且被移除，如果不存在的话就返回null
public E pollFirst() {
final Node<E> f = first;
return (f == null) ? null : unlinkFirst(f);
}
- 出队操作。
从后端开始操作，如果存在最后一个元素的话就会被返回，同事也会被移除，如果不存在的话就会返回null
public E pollLast() {
final Node<E> l = last;
return (l == null) ? null : unlinkLast(l);
}
- 入栈操作，也就是调用addFirst（）方法把元素放在第一个
public void push(E e) {
addFirst(e);
}
- 出栈操作，也就是把栈顶第一个元素弹出，同时把元素删除
public E pop() {
return removeFirst();
}