LinkedList源码解析与学习-蒲公英云

LinkedList源码解析与学习

   为了更深一步的学习掌握[Java][]中的集合类，最近决定把Java中比较常用的集合类源码学习一下。
   今天就把我对LinkedList源码的理解跟大家分享下，JDK版本是1.7（不同版本的源码可能略有差异，但是思想几乎不变）。
   LinkedList底层是由双向链表来实现，我主要从add、get、remove以及它的构造函数还有一些关键参数（Node结点类）理解它。
   LinkedList是一个继承于AbstractSequentialList的双向链表。inkedList 实现java.io.Serializable接口，这意味着LinkedList支持序列化，能通过序列化去传输。LinkedList是非同步的。

1、Node结点类

private static class Node<E> {
        //结点数据
        E item;
        //指向后一结点的引用
        Node<E> next;
        //指向前一结点的引用
        Node<E> prev;
        Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
            this.item = element;
            this.next = next;
            this.prev = prev;
        }
    }

2、LinkedList关键参数

   transientint size = 0;              //链表的大小
   transient Node<E> first;          //链表的头结点
   ransient Node<E> last;             //链表的尾结点

3、LinkedList构造函数

（1）空构造函数

public LinkedList() {
    }

（2）带参构造函数

public LinkedList(Collection<? extends E> c) {
        this();
        addAll(c);
    }
    public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
        return addAll(size, c);
    }
    public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
        //首先检验index的值是否在有效范围之内
        checkPositionIndex(index);
        Object[] a = c.toArray();
        int numNew = a.length;
        if (numNew == 0)
            return false;
        //确定待插入的节点的位置及其前驱和后继结点引用
        Node<E> pred, succ;
        //表示头结点或者尾结点插入
        if (index == size) {
            succ = null;
            pred = last;
        } else {
            //表示中间结点插入
            succ = node(index);
            pred = succ.prev;
        }
        //（无论插入多少节点，后继结点的引用不会变，只需要不断改变前驱节点引用即可）
        for (Object o : a) {
            @SuppressWarnings("unchecked") E e = (E) o;
          //表示新结点的上一结点是prev
            Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, null);
            if (pred == null)
                first = newNode;
            else
                //表示上一结点的下一结点现在指向了newNode（很重要）
            //(链表插入新的节点（只考虑与前驱结点的操作）,首先要保证新插入的节点指向前驱结点,另外也要保证前驱结点的引用指向新结点，这个是双向操作)
                pred.next = newNode;
            pred = newNode;
        }
        //处理后继结点
        if (succ == null) {
            last = pred;
        } else {
            //前后节点的互相引用，双向操作
            pred.next = succ;
            succ.prev = pred;
        }
        size += numNew;
        modCount++;
        return true;
    }
    //某一索引对应的结点
    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;
        }
    }

其中对addAll（）的应用及其使用场景要清楚，即怎么在双向链表中添加结点元素。（分两种情况：空链表和非空链表（分三种情况：头结点、尾结点、中间结点））。

4、add方法

//在链表后边添加node结点。
    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++;
    }

5、get方法

public E get(int index) {
        checkElementIndex(index);
        //返回对应node结点的数据内容
        return node(index).item;
    }

6、remove方法

（1）E remove(intindex)

public E remove(int index) {
        checkElementIndex(index);
        return unlink(node(index));
    }
    E unlink(Node<E> x) {
        // assert x != null;
        final E element = x.item;
        final Node<E> next = x.next;
        final Node<E> prev = x.prev;
        //前驱结点分两种情况考虑：头结点和一般结点
        if (prev == null) {
            first = next;
        } else {
            prev.next = next;
            x.prev = null;
        }
        //后继结点分两种情况：尾结点和一般结点
        if (next == null) {
            last = prev;
        } else {
            next.prev = prev;
            x.next = null;
        }
        //将删除节点的内容数据置空，便于GC回收
        x.item = null;
        size--;
        modCount++;
        return element;
    }

（2）boolean remove(Object o)

public boolean remove(Object o) {
        //首先分成两种情况找到相对应的node节点（第一个节点内容是o的节点）
        if (o == null) {
            for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
                if (x.item == null) {
                    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;
    }