JDK源码阅读-------自学笔记(二十四)(java.util.LinkedList 再探 自定义讲解)

一、实现get方法

1、一般思维实现思路

• 1)、将对象的值放入一个中间变量中。
• 2)、遍历索引值，将中间量的下一个元素赋值给中间量。
• 3)、返回中间量中的元素值。
• 4)、示意图
  
• get(2),传入角标,循环两次获取到[1]元素,如图.

2、实现思路实现

• 1)、核心方法

 /**
     * 最基本的写法
     *
     * <p>按照角标循环元素,获取最后一个元素的值</p>
     *
     * <p>存在问题:效率不高</p>
     *
     * @param index 元素的角标
     * @return 角标代表的元素
     */
    public Object get(int index) {

        Node node = firstNode;

        for (int i = 0; i < index; i++) {

            node = node.next;
        }


        return node.elements;
    }

• 2)、测试

/**
 * @author liuyangos8888
 */
public class TestGet {


    public static void main(String[] args) {
        testGetBase();

    }

    private static void testGetBase() {
        MyGetLinkedList001 myGetLinkedList001 = new MyGetLinkedList001();
        myGetLinkedList001.add("A");
        myGetLinkedList001.add("B");
        myGetLinkedList001.add("C");
        myGetLinkedList001.add("D");
        myGetLinkedList001.add("E");
        myGetLinkedList001.add("F");

        System.out.println(myGetLinkedList001.get(4));
    }
 }

3、思路缺少的条件

• 1)、判断索引范围问题

        // 判断索引范围
        if (index < 0 || index > size - 1) {
            throw new RuntimeException("索引不合法!" + index);
        }

• 2)、查找方式的优化问题(获取第888个索引时候,效率极低,建议使用折半查找)

/**
     * 优化版,提高查找效率,折半判断
     *
     * @param index 索引角标
     * @return 索引对应的值
     */
    public Object get1(int index) {

        // 判断索引范围
        if (index < 0 || index > size - 1) {
            throw new RuntimeException("索引不合法!" + index);
        }

        Node node = null;

        // size>>1 除以2
        if (index <= (size >> 1)) {
            node = firstNode;

            for (int i = 0; i < index; i++) {

                node = node.next;
            }
        } else {
            node = lastNode;

            for (int i = size - 1; i > index; i--) {

                node = node.previous;
            }
        }


        return node.elements;
    }

• 3)、发现的其他问题(采用此方式get时候,add需要size++)

   // 不做size++,在get判断范围的时候就会出现错误
   public void add(Object o) {
        Node node = new Node(o);


        if (firstNode == null) {
            firstNode = node;
        } else {
            node.previous = lastNode;
            node.next = null;
            lastNode.next = node;
        }

        lastNode = node;

        size++;
    }

二、实现remove方法

1、一般思维实现思路

• 1)、把前一个元素的next元素，变为next.next元素
• 2)、把最后一个元素的previous元素，变为previous.previous元素
• 3)、size值减少操作
• 4)、示意图
  
• 有A、B、C三个节点，以链表形式存储（如上图）
  
• 现在要删除节点B，A、C不变（如上图）
  
• 方法就是截断A、C跟B的连接，A和C重新建立新的连接，JAVA的实现方式就是，用对象覆盖B节点的值。

2、实现思路实现

• 1)、核心方法

 /**
     * 根据索引,删除数组中元素
     *
     * @param index 索引角标
     */
    public void remove(int index) {
   
        Node temp = getNode(index);

        if (temp != null) {
            Node up = temp.previous;
            Node down = temp.next;

            if (up != null) {
                up.next = down;
            }

            if (down != null) {
                down.previous = up;
            }

            size--;
        }

    }

• 2)、测试

/**
 * @author liuyangos8888
 */
public class TestRemove {


    public static void main(String[] args) {

        MyGetLinkedList002 myGetLinkedList002 = new MyGetLinkedList002();
        myGetLinkedList002.add("A");
        myGetLinkedList002.add("B");
        myGetLinkedList002.add("C");
        myGetLinkedList002.add("D");
        myGetLinkedList002.add("E");
        myGetLinkedList002.add("F");

        System.out.println(myGetLinkedList002);
        myGetLinkedList002.remove(3);
        System.out.println(myGetLinkedList002);
        myGetLinkedList002.remove(0);
        System.out.println(myGetLinkedList002);
        myGetLinkedList002.remove(3);
        System.out.println(myGetLinkedList002);

    }
}

3、思路缺少的条件

• 1)、判断索引范围问题

        // 判断索引范围
        if (index < 0 || index > size - 1) {
            throw new RuntimeException("索引不合法!" + index);
        }

• 2)、第一个元素删除和最后一个元素删除问题

            // 删除第一个元素的时候
            if (index == 0) {
                firstNode = down;
            }

            // 删除最后一个元素的时候
            if (index == size - 1) {
                lastNode = up;
            }

三、实现insert(add)方法

1、一般思维实现思路

• 1)、获取索引的元素值,得到元素的前一个节点
• 2)、把前节点的后一个节点设置为加入的节点
• 3)、新节点的前一个节点设置为索引值节点的前节点
• 4)、前一个节点的后一个节点是索引值节点
• 5)、索引值节点的前一个节点是新节点
• 6)、示意图
  
• 有A、B、C三个节点，以链表形式存储,现在要添加D节点,到链表中.
  
• 切断A、B的节点连接，A和D，D和B重新建立连接，生成新的链表

2、实现思路实现

• 1)、核心方法
• 方法一:

    /**
     * 插入一个元素在指定位置
     *
     * @param index 指定位置索引
     * @param o     插入的元素
     */
    public void insert(int index, Object o) {

        Node newNode = new Node(o);

        // 判断范围
        checkRound(index);

        Node temp = getNode(index);

        if (temp != null) {

            // 第一个元素和最后一个元素的时候
            if (index == 0 || index == size - 1) {
                temp.elements = newNode.elements;
            } else {
                Node up = temp.previous;
                isNull(up == null, "前一个元素为空");
                up.next = newNode;
                newNode.previous = up;

                newNode.next = temp;
                temp.previous = newNode;
            }
        }

    }

• 方法二:

/**
     * 插入一个元素在指定位置
     *
     * @param index 指定位置索引
     * @param o     插入的元素
     */
    public void insert1(int index, Object o) {

        Node newNode = new Node(o);

        // 判断范围
        checkRound(index);

        Node temp = getNode(index);

        if (temp != null) {

            // 第一个元素和最后一个元素的时候
            if (index == 0) {
                firstNode = newNode;
                newNode.next = temp.next;
            } else if (index == size - 1) {
                Node up = temp.previous;
                isNull(up == null, "前一个元素为空");
                up.next = newNode;
                newNode.previous = up;
            } else {
                Node up = temp.previous;
                isNull(up == null, "前一个元素为空");
                up.next = newNode;
                newNode.previous = up;

                newNode.next = temp;
                temp.previous = newNode;
            }
        }

    }

• 2)、测试

public class TestInsert {


    public static void main(String[] args) {
        MyInsertLinkedList003 myInsertLinkedList003 = new MyInsertLinkedList003();
        myInsertLinkedList003.add("A");
        myInsertLinkedList003.add("B");
        myInsertLinkedList003.add("C");
        myInsertLinkedList003.add("D");
        myInsertLinkedList003.add("E");
        myInsertLinkedList003.add("F");


        myInsertLinkedList003.insert1(1,"G");

        System.out.println(myInsertLinkedList003);

    }
}

3、思路缺少的条件

• 1)、判断索引范围问题

   private void checkRound(int index) {
        // 判断索引范围
        isNull(index < 0 || index > size - 1, "索引不合法!" + index);
    }

    /**
     * 判断空指针问题
     *
     * @param b      判断条件
     * @param string 抛出异常的原因
     */
    private void isNull(boolean b, String string) {
        if (b) {
            throw new RuntimeException(string);
        }
    }

• 2)、第一个元素删除和最后一个元素删除问题

if (temp != null) {

            // 第一个元素和最后一个元素的时候
            if (index == 0) {
                firstNode = newNode;
                newNode.next = temp.next;
            } else if (index == size - 1) {
                Node up = temp.previous;
                isNull(up == null, "前一个元素为空");
                up.next = newNode;
                newNode.previous = up;
            } else {
                Node up = temp.previous;
                isNull(up == null, "前一个元素为空");
                up.next = newNode;
                newNode.previous = up;

                newNode.next = temp;
                temp.previous = newNode;
            }
        }

四、实现泛型和全部代码

package com.synway.test.collections.version3.finallist;

import com.synway.test.collections.version3.basesimple.Node;

/**
 * 最终手写版,添加泛型
 *
 * @author liuyangos8888
 */
public class MyLinkedListFinal<T> {


    /**
     * 第一个节点
     */
    private Node firstNode;


    /**
     * 最后一个节点
     */
    private Node lastNode;


    /**
     * 链表大小
     */
    private int size;


    /**
     * 添加节点到数组中
     *
     * @param o 节点数据
     */
    public void add(T o) {
        Node node = new Node(o);


        if (firstNode == null) {
            firstNode = node;
        } else {
            node.previous = lastNode;
            node.next = null;
            lastNode.next = node;
        }

        lastNode = node;

        size++;
    }


    /**
     * 根据索引,删除数组中元素
     *
     * @param index 索引角标
     */
    public void remove(int index) {
        checkRound(index);

        Node temp = getNode(index);

        if (temp != null) {
            Node up = temp.previous;
            Node down = temp.next;

            if (up != null) {
                up.next = down;
            }

            if (down != null) {
                down.previous = up;
            }

            // 删除第一个元素的时候
            if (index == 0) {
                firstNode = down;
            }

            // 删除最后一个元素的时候
            if (index == size - 1) {
                lastNode = up;
            }

            size--;
        }

    }


    /**
     * 插入一个元素在指定位置
     *
     * @param index 指定位置索引
     * @param o     插入的元素
     */
    public void insert(int index, T o) {

        Node newNode = new Node(o);

        // 判断范围
        checkRound(index);

        Node temp = getNode(index);

        if (temp != null) {

            // 第一个元素和最后一个元素的时候
            if (index == 0) {
                firstNode = newNode;
                newNode.next = temp.next;
            } else if (index == size - 1) {
                Node up = temp.previous;
                isNull(up == null, "前一个元素为空");
                up.next = newNode;
                newNode.previous = up;
            } else {
                Node up = temp.previous;
                isNull(up == null, "前一个元素为空");
                up.next = newNode;
                newNode.previous = up;

                newNode.next = temp;
                temp.previous = newNode;
            }
        }

    }


    /**
     * 优化版,提高查找效率,折半判断
     *
     * @param index 索引角标
     * @return 索引对应的值
     */
    public T get(int index) {
        checkRound(index);

        Node node = getNode(index);

        return node != null ? (T) node.elements : null;
    }


    /**
     * 根据角标,获取节点
     *
     * @param index 传入角标
     * @return 获取节点
     */
    private Node getNode(int index) {
        Node node;
        // size>>1 除以2
        if (index <= (size >> 1)) {
            node = firstNode;

            for (int i = 0; i < index; i++) {

                node = node.next;
            }
        } else {
            node = lastNode;

            for (int i = size - 1; i > index; i--) {

                node = node.previous;
            }
        }
        return node;
    }

    /**
     * 审核传入的角标范围是否越界
     *
     * @param index 传入角标
     */
    private void checkRound(int index) {
        // 判断索引范围
        isNull(index < 0 || index > size - 1, "索引不合法!" + index);
    }

    /**
     * 判断空指针问题
     *
     * @param b      判断条件
     * @param string 抛出异常的原因
     */
    private void isNull(boolean b, String string) {
        if (b) {
            throw new RuntimeException(string);
        }
    }

    /**
     * 获取数组中元素
     *
     * @return 元素数组
     */
    @Override
    public String toString() {
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
        stringBuilder.append("[");

        Node temp = firstNode;

        while (temp != null) {
            stringBuilder.append(temp.elements).append(",");
            temp = temp.next;
        }

        stringBuilder.setCharAt(stringBuilder.length() - 1, ']');

        return stringBuilder.toString();
    }


}