【震精】LinkedList源码竟然可以这样玩！！

码农小胖哥

发布于 2019-12-10 17:09:49

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发布于 2019-12-10 17:09:49

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目录
- 介绍
- 继承结构
- 属性
- 构造方法
- 添加元素

1.介绍

LinkedList 是线程不安全的，允许元素为null的双向链表。就这么多。

2.继承结构

我们来看一下LinkedList的继承结构图：

代码实现:

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

Cloneable实现克隆
Serializable序列化
List 定义了一些集合类的方法
Deque双向队列接口(就是两端都可以进行增加删除操作)

注意一点LinkedList并没有实现RandomAccess所以随机访问是非常慢的。

3.属性

元素个数

transient int size = 0;

指向第一个节点的指针(注释直接就写着)

/**
     * Pointer to first node.
     * Invariant: (first == null && last == null) ||
     *            (first.prev == null && first.item != null)
     */
    transient Node<E> first;

指向最后一个节点的指针

/**
     * Pointer to last node.
     * Invariant: (first == null && last == null) ||
     *            (last.next == null && last.item != null)
     */
    transient Node<E> last;

transient关键字的作用是保持变量不被序列化具体的百度。

不过我们注意到LinkedList是有Node类，这里的Node是一个内部类：

item存储的元素
next指向后置节点
prev指向前置节点
内部类同时包含了一个构造函数

其实LinkedList 集合就是由许多个 Node 对象一个连着一个组成手构成，可以看下方的图

可以看上面的四个元素，分别就是四个Node对象，可以看到node1所指向的prev上一个节点是空也就是没有上节点,node4所指向的next节点为空也就是没有下一个节点。

4.构造方法

LinkedList共有两个构造方法，一个是创建一个空的构造函数，一个是将已有的Collection添加到LinkedList中。因为LinkedList不同于ArrayList所以初始化不需要指定大小取分配内存空间。

5.添加元素

LinkedList有几种添加方法我们先从add()开始。

5.1 add方法

checkPositionIndex(index);

可以看到在调用Add方法首先校验一下索引是否合法，如果不合法就会抛出异常。

if (index == size)
            linkLast(element);
        else
            linkBefore(element, node(index));

然后如果索引值等于size的值则直接调用linkLast插入到尾部节点。否则就linkBefore方法。linkLast方法：

void linkLast(E e) {
        //将l设为尾节点
        final Node<E> l = last;
        //构造一个新节点，节点上一个节点引用指向尾节点l
        final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
        //将尾节点设为创建的新节点
        last = newNode;
        //如果尾节点为空，表示原先链表为空
        if (l == null)
        //将头节点设为新创建的节点（尾节点也是新创建的节点）
            first = newNode;
        else
        //将原来尾节点下一个节点的引用指向新节点
            l.next = newNode;
        size++;//节点数加1
        modCount++;
    }

注意一下这里出现了modCount方法，和ArrayList中一样，iterator和listIterator方法返回的迭代器和列表迭代器实现使用。linkBefore:

void linkBefore(E e, Node<E> succ) {
        //将pred设为插入节点的上一个节点
        final Node<E> pred = succ.prev;
        //将新节点的上引用设为pred,下引用设为succ
        final Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, succ);
        //succ的上一个节点的引用设为新节点
        succ.prev = newNode;
        //如果插入节点的上一个节点引用为空
        if (pred == null)
        //新节点就是头节点
            first = newNode;
        else
        //插入节点的下一个节点引用设为新节点
            pred.next = newNode;
        size++;
        //同上
        modCount++;
    }

5.2 addAll()

在LinkedList中有两个addAll方法一个是 addAll(Collection c)一个是addAll(int index, Collection c),其实 addAll(Collection c)=addAll(int index, Collection c) 可以看下面的截图:

源码如下：

现在开始分析源码：首先我们可以看到先调用了checkPositionIndex(index);方法来检查索引是否合法。然后将传进来的Collection转成Object数组

Object[] a = c.toArray();

如果集合为空就直接返回false

if (numNew == 0)
            return false;

如果插入的位置等于链表的长度就把新增加的元素放在尾部。

Node<E> pred, succ;
        if (index == size) {
            succ = null;
            pred = last;
        } else {
            succ = node(index);
            pred = succ.prev;
        }

最后在循环要插入的元素。这里我们可以看到上面也有modCount。

5.3 addFirst()

addFirst是将元素插入到LinkedList的头部。如果现在的结构是下图的：

addFirst执行的操作就是：

红色是使用addFirst插入后的位置。一下是源码

调用了linkFirst方法。

上面的操作时：

首先执行final Node f = first;将头节点赋值给 f
final Node newNode = new Node<>(null, e, f);将指定元素构造成一个新节点，此节点的指向下一个节点的引用为头节点

//将新节点设为头节点，那么原先的头节点 f 变为第二个节点
        first = newNode;
        //如果第二个节点为空，也就是原先链表是空
         if (f == null)
         //将这个新节点也设为尾节点（前面已经设为头节点了）
          last = newNode;
       else
            f.prev = newNode;//将原先的头节点的上一个节点指向新节点
       size++;//节点数加1
       modCount++;//和ArrayList中一样记录修改次数