LinkedList:是一个基于链表实现的List集合,是一个双向链表
1.前言
上一章讲述了基于数组的List集合ArrayList,由于是基于数组实现,因此,它和数组一样查找较快,但是删除和添加涉及到数组的位置调整,效率较低.如果涉及到频繁插入和删除的场景,我们一般用LinkedList,它是基于链表实现,可通过指针更改轻松显示元素的插入和删除
2.目录
目录
3.LinkedList源码分析
3.1.类和属性
3.1.1.实现接口
public class LinkedList<E> extends AbstractSequentialList<E>
implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable {
...
}
- Deque:拥有双向队列的所有功能
- Cloneable:方便集合数据的复制
- Serializable:可序列化传输集合数据
3.1.2.双向链表的节点所对应的数据结构。
private static class Node<E> {
//当前结点所包含的值
E item;
//下一个结点
Node<E> next;
//前一个结点
Node<E> prev;
Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
this.item = element;
this.next = next;
this.prev = prev;
}
}
3.1.3.属性
// 序列化id
private static final long serialVersionUID = 876323262645176354L;
//当前结点总数
transient int size = 0;
//第一个结点 序列化每个结点的值
transient Node<E> first;
//最后一个结点
transient Node<E> last;
3.2.初始化
构造器:无参构造除只初始化对象,有参构造调用默认无参构造,调用addAll(),循环遍历将数组里面的元素创建成拥有前后连接的结点，构造成双向链表
//一个空的list
public LinkedList() {
}
public LinkedList(Collection<? extends E> c) {
this();
//将Collection数据添加到LinkedList
addAll(c);
}
//index 从index开始添加
public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
//检查索引是否越界
checkPositionIndex(index);
//Collection转对对象数组
Object[] a = c.toArray();
int numNew = a.length;
//长度为0添加失败
if (numNew == 0)
return false;
Node<E> pred, succ;
//在最后位置添加结点
if (index == size) {
succ = null;
pred = last;
} else {
//在其它位置添加结点
succ = node(index);
pred = succ.prev;
}
for (Object o : a) {
@SuppressWarnings("unchecked") E e = (E) o;
Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, null);
//之前的list为空
if (pred == null)
first = newNode;
else
//指向新结点
pred.next = newNode;
pred = newNode;
}
//在最后位置添加结点
if (succ == null) {
last = pred;
} else {
//在中间位置添加结点
pred.next = succ;
succ.prev = pred;
}
//list大小加1
size += numNew;
modCount++;
return true;
}
3.3.常用方法
3.3.1.add方法
add(E e)方法:该方法直接将新增的元素放置链表的最后面,然后链表的长度加1
public boolean add(E e) {
linkLast(e);
return true;
}
void linkLast(E e) {
final Node<E> l = last;
//Node的构造参数分别为前一个结点,当前结点,下一个结点
final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
last = newNode;
if (l == null)
first = newNode;
else
//连接链表
l.next = newNode;
size++;
modCount++;
}
add(int index, E element)方法:指定索引处插入元素
public void add(int index, E element) {
checkPositionIndex(index);
if (index == size)
//在最后位置添加
linkLast(element);
else
//插入到结点前
linkBefore(element, node(index));
}
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);
//插入的后一个结点prev指向新结点
succ.prev = newNode;
if (pred == null)
//结点前没元素
first = newNode;
else
//插入的后一个结点prev指向新结点
pred.next = newNode;
//大小加1
size++;
modCount++;
}
get(int index)方法:获取指定索引处的元素
public E get(int index) {
//检查下标是否越界
checkElementIndex(index);
return node(index).item;
}
Node<E> node(int index) {
// assert isElementIndex(index);
//判断索引是否大于list大小的一半
if (index < (size >> 1)) {
//小于从前向后遍历
Node<E> x = first;
for (int i = 0; i < index; I++)
x = x.next;
return x;
} else {
//大于从后向前遍历
Node<E> x = last;
for (int i = size - 1; i > index; I--)
x = x.prev;
return x;
}
}
set(int index, E element):给指定索引处的元素附新值
public E set(int index, E element) {
//检查索引是否越界
checkElementIndex(index);
//找到该结点值
Node<E> x = node(index);
E oldVal = x.item;
//赋值为新值
x.item = element;
//返回旧值
return oldVal;
}
remove()方法:移除第一个元素
public E remove() {
return removeFirst();
}
public E removeFirst() {
//获取第一个结点
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;
//获取头结点值
final E element = f.item;
//获取下一个结点
final Node<E> next = f.next;
//头结点值值null
f.item = null;
//指针置空
f.next = null; // help GC
//下一个结点变头结点
first = next;
if (next == null)
//空链表
last = null;
else
//变为头结点
next.prev = null;
//大小减1
size--;
modCount++;
//返回删除结点值
return element;
}
remove(int index)方法:移除指定索引处元素
public E remove(int index) {
checkElementIndex(index);
//移除该结点
return unlink(node(index));
}
E unlink(Node<E> x) {
// assert x != null;
//获取该结点的属性
final E element = x.item;
final Node<E> next = x.next;
final Node<E> prev = x.prev;
//判断前一个结点
if (prev == null) {
//为空 下一个结点为头结点
first = next;
} else {
//前一个结点指针指向下一个结点
prev.next = next;
//解链
x.prev = null;
}
//判断下一个结点
if (next == null) {
//为空 则前一个结点赋值为尾结点
last = prev;
} else {
//不为空 下一个结点的头指针指向前一个结点
next.prev = prev;
//解链
x.next = null;
}
//置空
x.item = null;
//大小减一
size--;
modCount++;
//返回前一个结点值
return element;
}
remove(Object o)方法:移除list中的指定元素结点
public boolean remove(Object o) {
//避免空指针 节约效率分null和非null
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;
}
listIterator:LinkedList的遍历迭代器,通过内部类ListItr实现
public ListIterator<E> listIterator(int index) {
checkPositionIndex(index);
return new ListItr(index);
}
private class ListItr implements ListIterator<E> {
//遍历返回结点
private Node<E> lastReturned;
//下一个结点
private Node<E> next;
//下一个索引
private int nextIndex;
private int expectedModCount = modCount;
ListItr(int index) {
// assert isPositionIndex(index);
next = (index == size) ? null : node(index);
nextIndex = index;
}
//判断索引是否到达末尾
public boolean hasNext() {
return nextIndex < size;
}
//获取下一个结点值
public E next() {
//检查修改值与预期值是否一致
checkForComodification();
if (!hasNext())
throw new NoSuchElementException();
//返回该结点值 将指针索引加1
lastReturned = next;
next = next.next;
nextIndex++;
return lastReturned.item;
}
//向前遍历
public boolean hasPrevious() {
return nextIndex > 0;
}
public E previous() {
checkForComodification();
if (!hasPrevious())
throw new NoSuchElementException();
//返回该结点值 将指针索引减1
lastReturned = next = (next == null) ? last : next.prev;
nextIndex--;
return lastReturned.item;
}
public int nextIndex() {
return nextIndex;
}
public int previousIndex() {
return nextIndex - 1;
}
//iterator的remove 不会发生并发修改异常
public void remove() {
checkForComodification();
if (lastReturned == null)
throw new IllegalStateException();
//获取下一个结点
Node<E> lastNext = lastReturned.next;
//解链 lastReturned置为空结点
unlink(lastReturned);
//下一个结点为为空结点(错误X)
//应该是判断是否是往前遍历
//看next方法和previous previous中next= lastReturned
if (next == lastReturned)
//往前遍历 删除后 赋值为下一个结点 用于找previous
next = lastNext;
else
//往后遍历只需索引减1
nextIndex--;
//置空
lastReturned = null;
expectedModCount++;
}
public void set(E e) {
if (lastReturned == null)
throw new IllegalStateException();
checkForComodification();
lastReturned.item = e;
}
public void add(E e) {
checkForComodification();
lastReturned = null;
if (next == null)
linkLast(e);
else
linkBefore(e, next);
nextIndex++;
//不会导致并发修改异常
expectedModCount++;
}
...
}
4.总结
本章主要讲解了java常用集合LinkedList的源码实现,包括结点的构成,LinkedList的初始化,元素的添加,元素的删除,迭代元素时的并发修改异常.LinkedList是通过双向链表实现,存储时可使用零散的内存空间
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