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LinkedList源码分析

LinkedList源码分析

作者: 安安_660c | 来源:发表于2022-06-08 21:49 被阅读0次

    ArrayListLinkedList的区别在于:

    • ArrayList内部使用数组进行实现
    • LinkedList内部实现方式:
      • 使用链表进行实现
      • 双向链表,即一个节点会记录前一个节点的位置和下个节点的位置
      • 记录首节点的位置以及尾结点的位置

    下面我们来分析下LinkedList里面常用方法的源码分析

    创建

    LinkedList()

        public LinkedList() {
        }
    
    

    无任何操作

    LinkedList(Collection<? extends E> c)

        public LinkedList(Collection<? extends E> c) {
            this();
            addAll(c);
        }
    
        public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
            //size为当前的容量,默认添加到尾部
            return addAll(size, c);
        }
    
        public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
            //判断该下标是否越界
            checkPositionIndex(index);
            
            Object[] a = c.toArray();
            int numNew = a.length;
            //无数据,添加失败
            if (numNew == 0)
                return false;
            //pred为插入位置的前一个节点,succ为插入size下标位置的节点
            Node<E> pred, succ;
            if (index == size) {
                succ = null;
                pred = last;
            } else {
                //获取下标位置的节点
                succ = node(index);
                pred = succ.prev;
            }
    
            for (Object o : a) {
                @SuppressWarnings("unchecked") E e = (E) o;
                //将Collection的每个数据都转换为一个节点
                Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, null);
                if (pred == null)
                    //设置首节点
                    first = newNode;
                else
                    //将新节点插入尾部
                    pred.next = newNode;
                //刷新新的尾结点
                pred = newNode;
            }
    
            if (succ == null) {
                //直接记录尾结点
                last = pred;
            } else {
                //这个适用于插入的数据在链表的中部,
                //在新增节点的尾部接上之前size后面那块的数据(包括size下标)
                pred.next = succ;
                succ.prev = pred;
            }
            //更新链表长度
            size += numNew;
            //modCount用于记录更改次数
            modCount++;
            return true;
        }
    
    
        //获取下标节点
        Node<E> node(int index) {
            // assert isElementIndex(index);
            //首先,对于 index 值进行判断,判断在 size 的前一半还是在后一半
            //若是前一半,则通过头节点,一个个往后获取
            if (index < (size >> 1)) {
                Node<E> x = first;
                for (int i = 0; i < index; i++)
                    x = x.next;
                return x;
            } else {
            //若是后一半,则通过尾结点,一个个往前获取
                Node<E> x = last;
                for (int i = size - 1; i > index; i--)
                    x = x.prev;
                return x;
            }
        }
    
    
        //判断下标的合理性
        private void checkPositionIndex(int index) {
            if (!isPositionIndex(index))
                throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
        }
    
        private boolean isPositionIndex(int index) {
            return index >= 0 && index <= size;
        }
    
    
    

    添加

    addFirst(E e)

    将数据插入到首节点

        public void addFirst(E e) {
            linkFirst(e);
        }
        
        private void linkFirst(E e) {
            final Node<E> f = first;
            final Node<E> newNode = new Node<>(null, e, f);
            first = newNode;
            if (f == null)
                //链表只有一个数据,首节点和尾结点为同一个节点
                last = newNode;
            else
                //在新建节点的尾部插入之前的链表
                f.prev = newNode;
            size++;
            modCount++;
        }
    
    

    addLast(E e)

    将数据插入到尾节点

        public void addLast(E e) {
            linkLast(e);
        }
    
        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
                //将新建的节点插入到链表尾部
                l.next = newNode;
            size++;
            modCount++;
        }
    
    

    add(E e)

    添加节点,直接调用addLast(E e)

        public boolean add(E e) {
            linkLast(e);
            return true;
        }
    
    

    addAll(Collection<? extends E> c)

    请查看LinkedList(Collection<? extends E> c)分析

    addAll(int index, Collection<? extends E> c)

    请查看LinkedList(Collection<? extends E> c)分析

    add(int index, E element)

    在链表中部插入数据

        public void add(int index, E element) {
            checkPositionIndex(index);
    
            if (index == size)
                linkLast(element);
            else
                linkBefore(element, node(index));
        }
        //主体思路和addAll(int index, Collection<? extends E> c)一样
        //都是先拿到index下标位置的数据和它前一个位置的数据,然后再进行中间插入
        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++;
        }
    
    

    删除

    removeFirst()

    移除首部节点,并且返回首节点的值

        public E removeFirst() {
            final Node<E> f = first;
            if (f == null)
                throw new NoSuchElementException();
            return unlinkFirst(f);
        }
    
        private E unlinkFirst(Node<E> f) {
            // assert f == first && f != null;
            final E element = f.item;
            final Node<E> next = f.next;
            //将首节点的内容以及其对下个节点的指向都置为null,便于资源回收
            f.item = null;
            f.next = null; // help GC
            //重新指向首节点,并且更新首节点或者尾结点的状态
            first = next;
            if (next == null)
                last = null;
            else
                next.prev = null;
            size--;
            modCount++;
            return element;
        }
    
    

    removeLast()

    移除尾结点,并且返回尾结点的值

        public E removeLast() {
            final Node<E> l = last;
            if (l == null)
                throw new NoSuchElementException();
            return unlinkLast(l);
        }
        //原理跟unlinkFirst(Node<E> f) 类似,只是把对首节点的操作改为尾结点而已
        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;
        }
    
    

    remove(Object o)

    删除某个值

        public boolean remove(Object o) {
            //从首节点开始一直遍历,直到找到相对应的值,并将其移除
            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;
        }
        //主要思路为:获取移除节点的上个节点和下个节点,将上节点之间指向下节点
        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;
            //判断要移除的节点是不是首节点
            if (prev == null) {
                first = next;
            } else {
                prev.next = next;
                x.prev = null;
            }
            //判断要移除的节点是不是尾结点
            if (next == null) {
                last = prev;
            } else {
                next.prev = prev;
                x.next = null;
            }
    
            x.item = null;
            size--;
            modCount++;
            return element;
        }
    
    
    

    remove(int index)

    移除某个下标值

        public E remove(int index) {
            checkElementIndex(index);
            return unlink(node(index));
        }
        //判断下标是否越界
        private void checkElementIndex(int index) {
            if (!isElementIndex(index))
                throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
        }
    
    

    remove()

    默认移除首节点

        public E remove() {
            return removeFirst();
        }
    
    

    set(int index, E element)

    给 index 下标赋新值

        public E set(int index, E element) {
            checkElementIndex(index);
            Node<E> x = node(index);
            E oldVal = x.item;
            x.item = element;
            return oldVal;
        }
    
    

    getFirst()

    获取第一个节点值

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

    getLast()

    获取最后一个节点值

        public E getLast() {
            final Node<E> l = last;
            if (l == null)
                throw new NoSuchElementException();
            return l.item;
        }
    
    

    get(int index)

    获取index下标的节点值

        public E get(int index) {
            checkElementIndex(index);
            return node(index).item;
        }
    
    

    indexOf(Object o)

    获取值的下标(从首部开始遍历)

        //从头到尾依次遍历,若值相等,则返回相应下标
        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;
        }
    
    

    lastIndexOf(Object o)

    获取值的下标(从尾部开始遍历)

        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;
        }
    
    

    contains(Object o)

    是否包含某值

        public boolean contains(Object o) {
            return indexOf(o) != -1;
        }
    
    

    其它

    size()

        public int size() {
            return size;
        }
    
    

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