LinkedList源码阅读(JDK 8)

时间:2021-11-06 15:24:44

LinkedList源码阅读,归纳了下面三个点:
1.内部静态类

private static class Node<E> {
E item;
Node<E> next;
Node<E> prev;

Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
this.item = element;
this.next = next;
this.prev = prev;
}
}

Node类整个LinkedList的核心数据结构
双向列表,结构简单
左指针|值|右指针

2.LinkedList成员属性

    transient int size = 0;

/**
* Pointer to first node.
* Invariant: (first == null && last == null) ||
* (first.prev == null && first.item != null)
*/

transient Node<E> first;

/**
* Pointer to last node.
* Invariant: (first == null && last == null) ||
* (last.next == null && last.item != null)
*/

transient Node<E> last;

LinkedList主要的成员属性
size:和ArrayList一样,size为插入的元素的大小,一些方法如:size(),isEmpty()均按这个属性判断进行返回
first和last是链表的首指针尾指针,分布指向链表的首部和尾部,first和last指向同一内存块,但指向的顺序不同。

3.重要方法:
add(E e) ;
add(int index, E e) ;
对应插入元素的方法,我们看看源码:

    /**
* Appends the specified element to the end of this list.
*
* <p>This method is equivalent to {@link #addLast}.
*
* @param e element to be appended to this list
* @return {@code true} (as specified by {@link Collection#add})
*/

public boolean add(E e) {
linkLast(e);
return true;
}
/**
* Inserts the specified element at the specified position in this list.
* Shifts the element currently at that position (if any) and any
* subsequent elements to the right (adds one to their indices).
*
* @param index index at which the specified element is to be inserted
* @param element element to be inserted
* @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc}
*/

public void add(int index, E element) {
//索引检查
checkPositionIndex(index);

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

实际上,新增方法都调用了下面几个重要的方法:

    /**
* Links e as first element.
* 在第一个位置插入数据到链表
*/

private void linkFirst(E e) {
final Node<E> f = first;

/**
* new 对象的时候,实际上已经指派了指针
* 因为是插入第一个元素,所以first要指派在右指针
*/

final Node<E> newNode = new Node<>(null, e, f);


first = newNode;
if (f == null)
last = newNode;
else
//原来的元素指派左指针到新的元素
f.prev = newNode;
size++;
modCount++;
}

/**
* Links e as last element.
* 在最后一个位置插入数据到链表
*/

void linkLast(E e) {
final Node<E> l = last;

/**
* new 对象的时候,实际上已经指派了指针
* 因为是插入最后一个元素,所以last要指派在左指针
*/

final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
last = newNode;


if (l == null)
first = newNode;
else
//原来的元素指派右指针到新的元素
l.next = newNode;
size++;
modCount++;
}

/**
* Inserts element e before non-null Node succ.
* 在某个节点(我们把这个节点叫SUCC节点)前插入数据
*
*/

void linkBefore(E e, Node<E> succ) {
// assert succ != null;
final Node<E> pred = succ.prev;

//指派指针
final Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, succ);
succ.prev = newNode;

if (pred == null)
first = newNode;
else
pred.next = newNode;
size++;
modCount++;
}

linkFirst方法为例子,改链表的插入过程类似于下图:
LinkedList源码阅读(JDK 8)
可以归纳:链表的新增过程无非1.创建对象。2.指派指针。

remove(E e) ;
remove(int index,E e) ;
与add方法相反,remove方法也是由三个对链表的操作构成。

    /**
* Unlinks non-null first node f.
*/

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;
}

/**
* Unlinks non-null last node l.
*/

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;
}

/**
* Unlinks non-null node x.
*/

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;

if (prev == null) {
//如果左指针为空,那么last需要指向右节点
first = next;
} else {
//原对象的右指针改为原对象的前一个对象指向
prev.next = next;
x.prev = null;
}

if (next == null) {
//如果右指针为空,那么last需要指向左节点
last = prev;
} else {
//原对象的左指针改为原对象的后一个对象指向
next.prev = prev;
x.next = null;
}
//对象置空,由GC回收
x.item = null;
size--;
modCount++;
return element;
}

删除的逻辑代码比新增的要简单,且个人感觉比ArrayList写得要优雅

get(int index) ;

    /**
* Returns the element at the specified position in this list.
*
* @param index index of the element to return
* @return the element at the specified position in this list
* @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc}
*/

public E get(int index) {
checkElementIndex(index);
return node(index).item;
}
/**
* Returns the (non-null) Node at the specified element index.
*/

Node<E> node(int index) {
// assert isElementIndex(index);
// 如果索引值大于size / 2,那么从first开始遍历获取值
if (index < (size >> 1)) {
Node<E> x = first;
for (int i = 0; i < index; i++)
x = x.next;
return x;
} else {
// 如果索引值小于size / 2,那么从last开始遍历获取值
Node<E> x = last;
for (int i = size - 1; i > index; i--)
x = x.prev;
return x;
}
}

LinkedList的get方法体现了双向链表的优势,离那边近,则从那边开始遍历。

~~~意义
1.为什么选择LinkedList?
很古老的原因:链表利于新增和删除操作,但不利于查询。这是数据结构上顺序表和链表的区别的一种选择。(和前面的ArrayList相反)

2.LinkedList性能优化:
和ArrayList一样,先看看其构造函数:

    /**
* Constructs an empty list.
*/

public LinkedList() {
}

/**
* Constructs a list containing the elements of the specified
* collection, in the order they are returned by the collection's
* iterator.
*
* @param c the collection whose elements are to be placed into this list
* @throws NullPointerException if the specified collection is null
*/

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

LinkedList只有两个构造函数,不像ArrayList一样多了一个指定数组的构造方法。因为链表和数组不同,数组如果在初始化的时候长度指定的恰当,则可能节省空间,而链表不需要指定,本身可以实现自动增长。
3.LinkedList的成员变量都是用transient修饰,因此是非线程安全的。所以在多线程下需要慎重使用。