LinkedList源码分析

LinkedList是一个双向链表的数据结构实现。

类的实现接口及继承父类

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

AbstractSequentiaList

这个类提供了一个List接口实现，为实现序列访问的数据存储结构提供了所需要的最小化接口实现。对于支持随机访问数据的List比如数组，应该优先使用AbstractList。

List 接口

一个有序的集合。这个接口可以精确控制每个元素在列表中的位置插入。用户可以通过整数索引来访问元素（位置在列表中）。

Deque

一个有序的集合支持在头和尾进行插入和删除元素。deque是 double ended queue （双端队列）的缩写。
deque的大多实现元素数量是没有大小限制的。但这个接口支持容量限制。

构造方法

public LinkedList() { 
    }
    public LinkedList(Collection<? extends E> c) { 
    this();
    addAll(c);
    }

第一个是一个空的构造器，第二个构造器调用了addAll()方法。

在研究addAll()方法之前，我们先来看一下几个重要的属性。

//容器的大小：
    transient int size = 0;
    //首节点：
    transient Node<E> first;
    //尾节点：
    transient Node<E> last;
    //节点数据结构
    private static class Node<E> { 
    E item;//节点的值
    Node<E> next;//节点的下一个节点 如果等于null 则为尾节点
    Node<E> prev;//节点的上一个节点，如果等于null则为首节点
    Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) { //构造器 构造节点
        this.item = element;
        this.next = next;
        this.prev = prev;
    }
    }

常用方法解析

linkFirst() 插入第一个节点

private void linkFirst(E e) { 
    final Node<E> f = first;//获得第一个节点
    final Node<E> newNode = new Node<>(null, e, f);//构造本次插入的首节点，之前的首节点作为下一个节点
    first = newNode;//本次插入节点作为首节点
    if (f == null)//如果首节点为空，则尾节点也为他
        last = newNode;
    else
        f.prev = newNode;//否则，之前的首节点作为新节点的下一个节点
    size++;//容器大小加一
    modCount++;//修改次数加一
    }

linkLast() 插入尾节点

void linkLast(E e) { 
        final Node<E> l = last;//获取尾节点
        final Node<E> newNode = new     Node<>(l, e, null);//构造新节点
        last = newNode;//本次插入节点为尾节点
        if (l == null)//如果尾节点为空
            first = newNode;//则插入之前为空容器，首节点也为本次插入节点
        else
            l.next = newNode;//否则本次插入节点为之前尾节点的下一个节点
        size++;//容器大小加一
        modCount++;//修改次数加一
    }

linkBefore(E e,Node succ)

//插入节点e ，在不为空的succ节点之前
    void linkBefore(E e, Node<E> succ) { 
    // assert succ != null;
    final Node<E> pred = succ.prev;//succ的前一个节点
    final Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, succ);//构造新节点插入succ之前
    succ.prev = newNode;//succ的前一个节点为新构造的节点
    if (pred == null)//如果succ的前一个节点为空，则本次插入节点将做为首节点
        first = newNode;
    else
        pred.next = newNode;//否则新节点作为succ的上一个节点
    size++;//容器大小加一
    modCount++;//修改次数加一
    }

unlinkFirst(Node f) f节点的下一个节点作为首节点

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;
    }

f.next 释放了内存，等待垃圾回收机制进行回收内存。

//unlinkFirst方法被调用移除首节点
    public E removeFirst() { 
    final Node<E> f = first;
    if (f == null)
        throw new NoSuchElementException();
    return unlinkFirst(f);
    }

unlinkLast(Node l) f节点的下一个节点作为尾节点

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

getFirst() 得到首节点的值

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

remove(Object o)

public boolean remove(Object o) { 
    if (o == null) { //如果被移除元素为空
        for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) { 
            if (x.item == null) { //判断节点的值是否为空
                unlink(x);//移除元素
                return true;
            }
        }
    } else { 
        for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) { 
            if (o.equals(x.item)) { 
                unlink(x);
                return true;
            }
        }
    }
    return false;
    }

队列操作

peek() 返回队列首元素，不移除

public E peek() { 
    final Node<E> f = first;
    return (f == null) ? null : f.item;
    }

poll() 返回队列首元素，并移除队列

public E poll() { 
    final Node<E> f = first;
    return (f == null) ? null : unlinkFirst(f);
    }

offer（）入队插入队列尾

public boolean offer(E e) { 
    return add(e);
    }

从poll和offer方法可以看出Linked是一个FIFO先进先出队列（first input first output ）

node（int index）索引查询元素

//使用二分法用索引查找元素
    Node<E> node(int index) { 
    // assert isElementIndex(index);
    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;
    }
}