Java集合-LinkedList源码解析-JDK1.8

Java学习录

发布于 2019-04-18 15:00:05

3400

发布于 2019-04-18 15:00:05

文章被收录于专栏：Java学习录

◆

LinkedList简介

◆

LinkedList实际上是通过双向链表去实现的。它继承于AbstractList，实现了List、 RandomAccess、Cloneable、Serializable这些接口。

AbstractSequentialList提供了可以被当作堆栈、队列或双端队列的机制
List 接口提供了基本的增删改查
Deque 接口提供了双端队列机制
Cloneable提供了可以被克隆的功能
Serializable提供了序列化的功能
同ArrayList，LinkedList也不是线程安全的

◆

LinkedList的属性

◆

    //List的大小    transient int size = 0;    /**     * 链表头部     */    transient Node<E> first;    /**     * 链表尾部     */    transient Node<E> last;    /**     *  特别注意这个是继承自AbstractList的属性，用来记录List被修改的次数     */    protected transient int modCount = 0;

相比较于ArrayList使用数组作为缓冲区，LinkedList使用的是一个内部的静态类Node来保存的，每个Node节点不光记录本身的数据，还保留了前一个节点和后一个节点的引用。所以本身LinkedList只保留了链表的头部和尾部的节点。

下方是Node的代码：

private static class Node<E> {        //当前节点        E item;        //后一个节点        Node<E> next;        //前一个节点        Node<E> prev;        Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {            this.item = element;            this.next = next;            this.prev = prev;        }    }

◆

LinkedList构造方法

◆

/**     * 默认构造方法     */    public LinkedList() {    }      /**     * 添加一个集合     */    public LinkedList(Collection<? extends E> c) {        this();        addAll(c);    }     /**     * 添加一个集合     */    public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {        return addAll(size, c);    }
    /**     * 从指定索引开始添加一个集合     */    public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {        //判断下标是否越界        checkPositionIndex(index);
        Object[] a = c.toArray();        int numNew = a.length;        if (numNew == 0)            return false;
        Node<E> pred, succ;        if (index == size) {            //从链表尾部添加            succ = null;            pred = last;        } else {            //从链表中间添加            succ = node(index);            pred = succ.prev;        }
        for (Object o : a) {            @SuppressWarnings("unchecked") E e = (E) o;            //创建Node节点，指定Node的前一个节点            Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, null);            if (pred == null)                //pred如果为空则代表整个链表为空，                first = newNode;            else                pred.next = newNode;            pred = newNode;        }
        if (succ == null) {            //将节点放到最后            last = pred;        } else {            //将节点插入            pred.next = succ;            succ.prev = pred;        }        //更新链表大小        size += numNew;        //更新修改次数        modCount++;        return true;    }

◆

LinkedList的基本方法

◆

addAll方法添加一个集合还是比较简单粗暴的，接下来我们来看一下普通的add方法：

linkBefore(element, node(index)); } /** * 添加第一个节点 */ public void addFirst(E e) { linkFirst(e); } /** * 添加最后一个节点 */ public void addLast(E e) { linkLast(e); } /** * 更新链表的最后一个节点 */ 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++; } /** * 在succ节点之前插入一个节点 */ 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++; }

LinkedList不仅有普通的add方法，鉴于双向链表的特殊性，它还包含以下方法：

/**     * 往最后添加一个元素     */    public boolean offer(E e) {        return add(e);    }
    // Deque operations    /**     * 往第一个位置添加元素     */    public boolean offerFirst(E e) {        addFirst(e);        return true;    }
    /**     * 往最后一个位置添加元素     */    public boolean offerLast(E e) {        addLast(e);        return true;    }      /**     * 往List头部添加元素     */    public void push(E e) {        addFirst(e);    }

修改方法：

/**     * 将指定索引的元素替换     */    public E set(int index, E element) {        checkElementIndex(index);        Node<E> x = node(index);        E oldVal = x.item;        x.item = element;        return oldVal;    }

删除方法：

 /**     * 删除第一个节点     */    public E removeFirst() {        final Node<E> f = first;        if (f == null)            throw new NoSuchElementException();        return unlinkFirst(f);    }
    /**     * 删除最后一个节点     */    public E removeLast() {        final Node<E> l = last;        if (l == null)            throw new NoSuchElementException();        return unlinkLast(l);    }     /**     * 删除元素     */    public boolean remove(Object o) {        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;    }    /**     * 删除节点     */    public E remove(int index) {        checkElementIndex(index);        return unlink(node(index));    }      /**     * 删除第一个元素     */    public E remove() {        return removeFirst();    }     /**     * 删除顺序遍历到的第一个存在的元素     */    public boolean removeFirstOccurrence(Object o) {        return remove(o);    }
    /**     * 删除逆序遍历到的最后一个存在的元素     */    public boolean removeLastOccurrence(Object o) {        if (o == null) {            for (Node<E> x = last; x != null; x = x.prev) {                if (x.item == null) {                    unlink(x);                    return true;                }            }        } else {            for (Node<E> x = last; x != null; x = x.prev) {                if (o.equals(x.item)) {                    unlink(x);                    return true;                }            }        }        return false;    }
   /**     * 删除第一个节点     */    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;    }
    /**     * 删除最后一个节点     */    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;    }
    /**     * 删除x节点     */    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;
        if (prev == null) {            first = next;        } else {            prev.next = next;            x.prev = null;        }
        if (next == null) {            last = prev;        } else {            next.prev = prev;            x.next = null;        }
        x.item = null;        size--;        modCount++;        return element;    }

查询方法：

     /**     * 获取第一个节点     */    public E getFirst() {        final Node<E> f = first;        if (f == null)            throw new NoSuchElementException();        return f.item;    }
    /**     * 获取最后一个节点     */    public E getLast() {        final Node<E> l = last;        if (l == null)            throw new NoSuchElementException();        return l.item;    }   /**     * 获取指定索引的元素     */    public E get(int index) {        //判断是否越界        checkElementIndex(index);        return node(index).item;    }
   /**     * 获取第一个元素     */    public E peek() {        final Node<E> f = first;        return (f == null) ? null : f.item;    }
   /**     * 获取第一个元素     */    public E element() {        return getFirst();    }
    /**     * 弹出第一个元素（删除并获取）     */    public E poll() {        final Node<E> f = first;        return (f == null) ? null : unlinkFirst(f);    }
  /**     * 获取第一个元素     */    public E peekFirst() {        final Node<E> f = first;        return (f == null) ? null : f.item;    }    /**     * 获取最后一个元素     */    public E peekLast() {        final Node<E> l = last;        return (l == null) ? null : l.item;    }   /**     * 弹出第一个元素（删除并获取）     */    public E pollFirst() {        final Node<E> f = first;        return (f == null) ? null : unlinkFirst(f);    }
  /**     * 弹出最后一个元素（删除并获取）     */    public E pollLast() {        final Node<E> l = last;        return (l == null) ? null : unlinkLast(l);    }
 /**     *     * 弹出第一个元素（删除并获取）     */    public E pop() {        return removeFirst();    }

看了LinkedList的增删改查方法相信你已经明白了为什么一直有人告诉你LinkedList添加和删除效率高而随机查询修改效率低了。

序列化

/**     * 将List写入s，注意先写容量，然后在写数据     */    private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)            throws java.io.IOException {        // Write out any hidden serialization magic        s.defaultWriteObject();
        // Write out size        s.writeInt(size);
        // Write out all elements in the proper order.        for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next)            s.writeObject(x.item);    }
    /**     * 从s读取，先读容量，再读数据     */    @SuppressWarnings("unchecked")    private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)            throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {        // Read in any hidden serialization magic        s.defaultReadObject();
        // Read in size        int size = s.readInt();
        // Read in all elements in the proper order.        for (int i = 0; i < size; i++)            linkLast((E)s.readObject());    }

鉴于篇幅有限，本篇文章仅列出上方部分代码

本文参与腾讯云自媒体同步曝光计划，分享自微信公众号。

原始发表：2019-04-03，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

node.js