LinkList源码浅析

 

ArrayList给我们使用数组提供了便利，LinkList给我们使用链表提供了便利。

public class LinkedList<E>
extends AbstractSequentialList<E>
implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable
{
    //实际的存储对象的数量，transient的作用是使得改成员变量不会被序列化
    transient int size = 0;
    //第一个结点
    transient Node<E> first;
    //最后一个结点
    transient Node<E> last;

    //内部结点类，它的实例对象就是双向链表的一个结点
    private static class Node<E> {
        //存储的元素对象
        E item;
        //指向前一个结点的引用
        Node<E> next;
        //指向后一个结点的引用
        Node<E> prev;
        //内部结点类构造方法
        Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
            this.item = element;
            this.next = next;
            this.prev = prev;
        }
    }
    //无参构造方法
    public LinkedList() {
    }
    //利用一个容器对象进行初始化
    public LinkedList(Collection<? extends E> c) {
        this();
        addAll(c);
    }    
    //上面的有参构造调用该方法，当然也可以直接使用它复制一个容器进入linklist
    public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
        //从size也就是当前最后一个结点的的位置+1的位置添加，因为下标是从0开始
        return addAll(size, c);
    }
    //从一个固定位置复制一个容器进入linklist
    public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
        //判断代码为 index >= 0 && index <= size; 判断这个给的这个位置是否合理
        //不是这个范围会抛出数组越界异常
        checkPositionIndex(index);

        //将容器转换为数组
        Object[] a = c.toArray();
        int numNew = a.length;
        //如果要添加的容器是空的，直接返回一个false
        if (numNew == 0)
            return false;

        //succ是index所在位置的那个结点的，pred是succ上一个结点，
        Node<E> pred, succ;
        if (index == size) {
            //如果index和size相等，说明这个就是要在linklist的末尾后面添加
            //所以succ应该赋值为空，pred应该是末尾的那个结点
            succ = null;
            pred = last;
        } else {
            //否则说明index那个位置不是空的，就把那个位置的结点的引用给succ
            //node(index)方法的作用是遍历这个双向链表，返回index位置结点的引用
            succ = node(index);
            pred = succ.prev;
        }
        //前面的代码确定了要添加的位置，这里开始遍历容器转换的数组，进行添加
        for (Object o : a) {
            
            @SuppressWarnings("unchecked") E e = (E) o;
            //生成一个结点，注意pred作为该结点的前一个结点，之后不用进行e.prev = prev,因为构造方法已经完成了这一步
            Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, null);
            if (pred == null)
                //如果pred是空的，说明整个linklist是空的
                first = newNode;
            else
                //linklist是双向链表，前一个结点需要说明它的下一个结点是谁
                pred.next = newNode;
            //这一步让pred指向新的结点，完成了一个结点的添加
            //注意:我们是让pred指向要添加的位置的的前一个结点，现在要添加的位置应该是新结点所在位置的下一个位置了
            pred = newNode;
        }

        //上面结束遍历后，容器是复制完成了，但是没添加之前，index位置之后的链表的其余部分需要添加回来
        //succ现在应该让它的前一个结点是新结点，新结点的下一个结点应该是succ
        if (succ == null) {
            //如果succ是空的，说明我们是在链表的末尾的下一个位置添加的，last需要重新指向正确的结点，也就是当前的最后一个结点
            //这个pred经过上面的遍历，指向的是最后添加的那个结点，就是最后一个结点
            last = pred;
        } else {
            //如果succ不是空的，当然原先是末尾的结点现在仍然是末尾，所以就不用last = pred;
            //这个pred经过上面的遍历，指向的是最后添加的那个结点，重要的事情说两遍
            //这里是succ和pred建立联系
            pred.next = succ;
            succ.prev = pred;
        }

        //更改现在linklist中存在的结点对象的个数
        size += numNew;
        //记录修改次数，使用迭代器时使用linklist的增删改会出现并发修改异常
        //关于modCount在另一篇浅析arraylist做了些说明，就不赘述了
        modCount++;
        return true;
    }
    
    //在linklist内部总调用的方法，因为总是需要得到某个位置的结点引用
    Node<E> node(int index) {
        //这一句是官方注释，其代码为index >= 0 && index < size，判断下范围，和之前checkPositionIndex作用差不多
        // assert isElementIndex(index);

        //size >> 1时将size除以2，但是这个是直接把指令给cpu的，是最快的运算
        //除2是为了更快一点，这样最多只用遍历一半长度的链表就能得到index位置的结点
        //遍历方式就是朝着一个方向一直取next或者prev，直到到达index位置
        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;
        }
    }
    //添加一个元素的方法，知道了addAll(int index, Collection<? extends E> c),添加一个元素就容易了
    public boolean add(E e) {
        linkLast(e);
        return true;
    }
    //在最后添加一个元素的方法
    void linkLast(E e) {
        final Node<E> l = last;
        //让新结点的前一个结点是linklist的最后一个结点
        final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
        //last指向作为最后一个结点的新结点newNode
        last = newNode;
        if (l == null)
            //l为旧的last，如果l为空说明链表是空的，说明first需要指向作为第一个结点的新结点newNode
            first = newNode;
        else
            //l不为空，那么l现在是倒数第二个结点，它需要知道它的下一个结点是谁
            l.next = newNode;
        //更改当前linklist存储的对象的个数
        size++;
        //更改修改次数
        modCount++;
    }
    //删除一个位置的元素的方法
    public E remove(int index) {
        //检测index是否合理
        checkElementIndex(index);
        return unlink(node(index));
    }
    //删除一个结点的方法
    E unlink(Node<E> x) {
        //这句是官方注释
        // assert x != null;
        
        //该结点存储的元素对象
        final E element = x.item;
        final Node<E> next = x.next;
        final Node<E> prev = x.prev;

        //这下面的两个if else就是想让该结点的前一个和后一个结点相互建立联系，消除该结点它们的联系
        if (prev == null) {
            //前结点为空，说明删除的是第一个结点
            first = next;
        } else {
            //前一个和后一个结点建立联系
            prev.next = next;
            //消除被删除结点与前一个结点的引用
            x.prev = null;
        }

        if (next == null) {
            //后结点为空，说明删除的是最后一个结点
            last = prev;
        } else {
            //后一个和前一个结点建立联系
            next.prev = prev;
            //消除被删除结点与后一个结点的引用
            x.next = null;
        }

        //清除x.item这个引用，让垃圾回收器回收这个被删除的结点的那块内存
        x.item = null;
        size--;
        modCount++;
        return element;
    }
    //根据对象删除一个linklist中元素对象的方法
    public boolean remove(Object o) {
        //总之从头结点开始遍历，找到那个存储元素对象等于要删除的对象的结点
        //调用上面的 E unlink(Node<E> x)方法，删除该结点
        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;
    }
}
 

 其余的set get push pop等方法有兴趣的同学可以自己看看。