一、集合框架源码分析
- 集合框架 (第 01 篇) 源码分析:Collection<E> 框架总览
- 集合框架 (第 02 篇) 源码分析:Map<K,V > 框架总览
- 集合框架 (第 03 篇) 源码分析:ArrayList<E>
- 集合框架 (第 04 篇) 源码分析:LinkedList
- 集合框架 (第 05 篇) 源码分析:Map<K, V>接口与其内部接口Entry<K,V>
- 集合框架 (第 06 篇) 源码分析:哈希冲突(哈希碰撞)与解决算法
- 集合框架 (第 07 篇) 源码分析:jdk1.7版 HashMap
- 集合框架 (第 08 篇) 源码分析:HashMap、Hashtable、ConcurrentHashMap之间的区别
- 集合框架 (第 09 篇) 源码分析:jdk1.7版 ConcurrentHashMap
- 集合框架 (第 10 篇) 源码分析:二叉树、平衡二叉树、二叉查找树、AVL树、红黑树
- 集合框架 (第 11 篇) 源码分析:jdk1.8版 HashMap
- 集合框架 (第 12 篇) 源码分析:jdk1.8版 ConcurrentHashMap
- 集合框架 (第 13 篇) 源码分析:LinkedHashMap
- 集合框架 (第 14 篇) 源码分析:TreeMap
- 集合框架 (第 15 篇) 源码分析:Set<E> 集合
- 集合框架 (第 16 篇) 源码分析:BlockingQueue 接口
- 集合框架 (第 17 篇) 源码分析:CopyOnWriteArrayList 与 CopyOnWriteArraySet
原文持续更新链接: https://github.com/about-cloud/JavaCore
正文
源码分析基于
jdk-11.0.1
本文重点
添加元素
删除元素
一、扩展关系
public class LinkedList<E>
extends AbstractSequentialList<E>
implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable
LinkedList
继承至 AbstractSequentialList
表现其具有连续性,同时实现了线性的 List
和双端的 Deque
,LinkedList 底层实现就是双向链表。
二、源码分析
重点属性
// 记录元素数量
transient int size = 0;
// 记录链表更改的次数
protected transient int modCount = 0;
// 指向头节点
transient Node<E> first;
// 指向尾节点
transient Node<E> last;
// 链表中的每个节点
private static class Node<E> {
// 节点中存放的元素
E item;
// 前驱节点
Node<E> next;
// 后继节点
Node<E> prev;
// 节点内唯一的方法(构造方法)来注入元素、前驱节点、后继节点
Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
this.item = element;
this.next = next;
this.prev = prev;
}
}
2.1、添加元素
添加元素到链表尾部
public boolean add(E e) {
linkLast(e);
return true;
}
// 默认将元素添加到双向链表的尾部
void linkLast(E e) {
// 将原来的最后一个节点存储起来
final Node<E> l = last;
// 实例化一个新的节点,也就是被链入的节点,
// 并通过Node唯一的构造方法注入前驱节点和元素
// (因为它被链入尾部,所以后面是没有节点的)
final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
// 将新构建的节点链入尾部
last = newNode;
// 如果链表为空,那么它也是头节点
if (l == null)
first = newNode;
else
l.next = newNode; // 否则,刚才那个节点的后继节点就是这个新节点
// 记录元素个数加 1
size++;
// 更改次数加 1
modCount++;
}
添加元素到头部,操作与此类似。
重点:添加元素到指定index位置
public void add(int index, E element) {
// 和 ArrayList 相似,只要遇到 index ,必做下标越界检查
// 这也符合异常处理规范:如有异常提前抛出
checkPositionIndex(index);
// 如果正好是链表的尾部之后,则链入尾部
if (index == size)
linkLast(element);
else
linkBefore(element, node(index)); // 否则链入 index 位置元素的前面
}
// 在正式链表前,还需要计算index处的节点(或者说是获取index处的节点)
// 前面说过,LinkedList 实现至 List接口,它也有List线性的特性,可以进行迭代
// 这个方法有个牛逼的地方,请看下方
Node<E> node(int index) {
// assert isElementIndex(index);
// 判断 index “距离”哪头近,就从哪头开始遍历,这样可以节省时间
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;
}
}
/**
* @param e 被链入的元素
* @param succ index 位置的元素(下文成其为succ节点 -- 也就是新节点的后继节点)
*/
void linkBefore(E e, Node<E> succ) {
// assert succ != null;
// 获取 succ节点的前驱节点引用
final Node<E> pred = succ.prev;
// 构造新的、即将被链入的节点
final Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, succ);
// 将新节点设置为succ节点的前驱节点
succ.prev = newNode;
// 以下操作就是不要忘记头节点、尾节点、size、modCount
// 如果succ节点没有前驱节点,那么新链入的节点就是头节点
if (pred == null)
first = newNode;
else
pred.next = newNode; // 否则,将新节点设置成之前succ的前驱节点的后继节点
size++;
modCount++;
}
图解双向链表的添加模式:
链表添加元素前第一步:通过 Node<E> node(int index)
获取 succ 节点
(假设index为3)
第二步:链表添加元素
// succ 前驱节点是2节点,pred节点实际指向2节点指向的地址
① final Node<E> pred = succ.prev;
// 构造新的节点,同时又设置前驱节点为 pred(也就是指向2节点)、后继节点为succ
② final Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, succ);
// 设置succ的前驱节点为新节点
③ succ.prev = newNode;
④ if (pred == null) // 这里不介绍 pred 为空的情况
first = newNode;
else
pred.next = newNode; // 设置 pred节点(也就是2节点)的后继节点为新节点
链入元素
重点:2.2 删除元素
public boolean remove(Object o) {
// 分两种情况:被删除的元素为nul与不为空
if (o == null) {
// for 循环判断
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;
}
// 解链方法,删除节点方法
E unlink(Node<E> x) {
// assert x != null;
// 被删除节点的元素
final E element = x.item;
// 被删除节点的后继节点
final Node<E> next = x.next;
// 被删除节点的前驱节点
final Node<E> prev = x.prev;
if (prev == null) {
first = next;
} else {
prev.next = next;
x.prev = null; // 空引用,利于GC回收“无用”的对象
}
if (next == null) {
last = prev;
} else {
next.prev = prev;
x.next = null; // 空引用,利于GC回收“无用”的对象
}
x.item = null; // 空引用,利于GC回收“无用”的对象
size--;
modCount++;
return element;
}
图解删除LinkedList中的节点
假设删除是3节点(这里不介绍头结点和尾节点为空的情况)
首先获取 被删除节点x(既节点3)
的 后继节点next(既节点4)
和 前驱节点prev(既节点2)
;
然后将prev节点(2节点)的next指向next节点(4节点);
然后将next节点(4节点)的prev指向prev节点(2节点);
此时就完成,删除操作要比添加操作更为简单。
图解删除LinkedList中的节点
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