LinkedList源码阅读笔记

LinkedList

　　底层是双向链表，可当作堆栈、队列或双端队列，元素可以为null，理论上对元素个数没有限制。线程不安全，如果多个线程同时访问一个链表，并至少一个线程进行结构性修改，它必须保持外部同步。（结构上的修改是指添加或删除一个或多个元素的操作，仅设置元素的值不是结构修改。）List list = Collections.synchronizedList(new LinkedList(...));

常用方法

        LinkedList<String> linkedList = new LinkedList<>();
        linkedList.add("a");              // 添加到链表尾部
        linkedList.addLast("last");       // 添加到链表尾部（等同于add）
        linkedList.offer("last_last");    // 添加到链表尾部
        linkedList.offerLast("last_last_last"); // 添加到链表尾部
        linkedList.add(1,"b");                  // 指定索引添加元素,其他元素后移

        ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<>();
        arrayList.add("arr_list1");
        arrayList.add("arr_list2");
        linkedList.addAll(arrayList);           // 将指定Collection实现类的对象中的元素依次添加到尾部
        linkedList.addAll(1,arrayList);         // 将指定Collection实现类的对象中的元素依次添加到指定索引

        linkedList.size();                      // 返回元素个数

        linkedList.addFirst("first");           // 添加到链表头部
        linkedList.offerFirst("first_first");   // 添加到链表头部
        
        linkedList.set(0,"aaa");      // 设置指定索引的元素
        linkedList.get(1);            // 获取指定索引的元素
        linkedList.contains("a");     // 判断是否包含指定元素
        
        linkedList.indexOf("a");       // 获取指定元素的第一个索引
        linkedList.lastIndexOf("a");   // 获取指定元素的最后一个索引
        
        linkedList.element();      // 获取链表头元素（但不移除）
        linkedList.getFirst();     // 获取第一个元素（但不移除）
        linkedList.peek();         // 获取第一个元素（但不移除）
        linkedList.peekFirst();    // 获取第一个元素（但不移除）
        linkedList.poll();         // 获取第一个元素（并移除）
        linkedList.pollFirst();    // 获取第一个元素（并移除）
        linkedList.remove();       // 移除并返回第一个元素
        linkedList.removeFirst();  // 移除并返回第一个元素
        
        linkedList.pop();          // 移除第一个元素
        
        linkedList.peekLast();     // 获取最后一个元素（但不移除）
        linkedList.pollLast();     // 获取最后一个元素（并移除）
        linkedList.getLast();      // 获取链表最后一个元素（但不移除）
        linkedList.removeLast();   // 移除并返回最后一个元素
        linkedList.push("aaaaa");  // 添加到头部
        linkedList.remove("aaaaa"); // 移除指定元素
        
        linkedList.removeLastOccurrence("last"); // 移除最后一次出现的指定元素
        linkedList.removeFirstOccurrence("b");   // 移除第一次出现的指定元素

        Object[] arr;
        arr = linkedList.toArray();    // 转化为数组

        linkedList.toArray(arr);       // 转化为数组


        ListIterator listIterator = linkedList.listIterator(); // 返回迭代器
        while (listIterator.hasNext()) {
            System.out.println(listIterator.next());
        }

        Iterator listIterator1 = linkedList.descendingIterator(); // 返回倒序迭代器
        while (listIterator1.hasNext()) {
            System.out.println(listIterator1.next());
        }

源码阅读

　　继承了AbstractSequentialList<E>，实现了implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable接口。

字段

    transient int size = 0;   // 链表结点数
    transient Node<E> first;  // 指向头结点
    transient Node<E> last;   // 指向尾结点

构造器

    // 构造一个空链表
    public LinkedList() {
    }


    // 用指定的Collection实现类对象中元素构造
    public LinkedList(Collection<? extends E> c) {
        this();
        addAll(c);
    }

内部类Node类

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

　　　　 // 构建新结点需指定prev域和next域
        Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
            this.item = element;
            this.next = next;
            this.prev = prev;
        }
    }

方法

　　// 将e链接为第一个元素
    private void linkFirst(E e) {
        final Node<E> f = first;
　　　　// 作为第一个元素，其prev域需是null
        final Node<E> newNode = new Node<>(null, e, f);
        first = newNode;
        if (f == null)
            last = newNode;
        else
            f.prev = newNode;
        size++;
        modCount++;
    }

　　// 将e链接为最后一个元素
    void linkLast(E e) {
        final Node<E> l = last;
　　　　// 作为第一个元素，其next域需是null
        final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
        last = newNode;
        if (l == null)
            first = newNode;
        else
            l.next = newNode;
        size++;
        modCount++;
    }

　　// 将结点e插入到succ结点之前
    void linkBefore(E e, Node<E> succ) {
        final Node<E> pred = succ.prev;
　　　　 // 新结点的prev域和next域分别是pred和succ
        final Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, succ);
        succ.prev = newNode;        // 使succ的向前指针指向新结点
        if (pred == null)           // 之前的链表只有一个结点
            first = newNode;
        else
            pred.next = newNode;  // succ原来的前一个结点指向新结点
        size++;
        modCount++;
    }

本方法图示：

　　// 将f不再链接为第一个元素
    private E unlinkFirst(Node<E> f) {
        final E element = f.item;
        final Node<E> next = f.next;
        f.item = null;
        f.next = null;         first = next;
        if (next == null)
            last = null;
        else
            next.prev = null;
        size--;
        modCount++;
        return element;
    }

　　// 将l不再链接为最后一个元素
    private E unlinkLast(Node<E> l) {
        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;
    }

　　// 将结点x解除链接
    E unlink(Node<E> x) {
        final E element = x.item;
        final Node<E> next = x.next;
        final Node<E> prev = x.prev;

        if (prev == null) {
            first = next;
        } else {
            prev.next = next;
            x.prev = null;
        }

        if (next == null) {
            last = prev;
        } else {
            next.prev = prev;
            x.next = null;
        }

        x.item = null;
        size--;
        modCount++;
        return element;
    }

　　// 移除头结点
    public E removeFirst() {
        final Node<E> f = first;
        if (f == null)
            throw new NoSuchElementException();
        return unlinkFirst(f);
    }

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

　　// 移除指定对象
    public boolean remove(Object o) {
        if (o == null) {                 // null元素单独处理
            for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
                if (x.item == null) {     // 用“==”
                    unlink(x);
                    return true;
                }
            }
        } else {                       // 非null元素
            for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
                if (o.equals(x.item)) {   // 用“equals”
                    unlink(x);
                    return true;
                }
            }
        }
        return false;
    }

    public void clear() {
        for (Node<E> x = first; x != null; ) {
            Node<E> next = x.next;   // 保存后一个结点
            x.item = null;            // 本结点全部置null
            x.next = null;
            x.prev = null;
            x = next;                   // 移到下一个结点
        }
        first = last = null;
        size = 0;
        modCount++;
    }

　　// 插入元素到指定位置
    public void add(int index, E element) {
        checkPositionIndex(index);

        if (index == size)        // 插入位置是最后
            linkLast(element);
        else                // 插入到指定元素前（是插入元素成为那个位置的元素）
            linkBefore(element, node(index));   
  }
　　// 返回指定位置的元素
    Node<E> node(int index) {
        if (index < (size >> 1)) {     // 位置在前一半
            Node<E> x = first;     
            for (int i = 0; i < index; i++)  // 从前往后遍历
                x = x.next;
            return x;
        } else {                     // 位置为后一半
            Node<E> x = last;
            for (int i = size - 1; i > index; i--)  // 从后往前遍历
                x = x.prev;
            return x;
        }
    }

　　// 获取指定索引的元素
    public E get(int index) {
        checkElementIndex(index);
        return node(index).item;
    }