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java源码分析之LinkedList

LinkedList也和ArrayList一样实现了List接口,但是它执行插入和删除操作时比ArrayList更加高效,因为它是基于链表的。基于链表也决定了它在随机访问方面要比ArrayList逊色一点。
 
    除此之外,LinkedList还提供了一些可以使其作为栈、队列、双端队列的方法。这些方法中有些彼此之间只是名称的区别,以使得这些名字在特定的上下文中显得更加的合适。
 
    先看LinkedList类的定义。
 
1 public class LinkedList<E>
2     extends AbstractSequentialList<E>
3     implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable
    LinkedList继承自AbstractSequenceList、实现了List及Deque接口。其实AbstractSequenceList已经实现了List接口,这里标注出List只是更加清晰而已。AbstractSequenceList提供了List接口骨干性的实现以减少实现List接口的复杂度。Deque接口定义了双端队列的操作。
 
    LinkedList中之定义了两个属性:
 
1 private transient Entry<E> header = new Entry<E>(null, null, null);
2 private transient int size = 0;
    size肯定就是LinkedList对象里面存储的元素个数了。LinkedList既然是基于链表实现的,那么这个header肯定就是链表的头结点了,Entry就是节点对象了。一下是Entry类的代码。
 
 
 1 private static class Entry<E> {
 2     E element;
 3     Entry<E> next;
 4     Entry<E> previous;
 5 
 6     Entry(E element, Entry<E> next, Entry<E> previous) {
 7         this.element = element;
 8         this.next = next;
 9         this.previous = previous;
10     }
11 }
 
    只定义了存储的元素、前一个元素、后一个元素,这就是双向链表的节点的定义,每个节点只知道自己的前一个节点和后一个节点。
 
    来看LinkedList的构造方法。
 
 
1 public LinkedList() {
2     header.next = header.previous = header;
3 }
4 public LinkedList(Collection<? extends E> c) {
5     this();
6     addAll(c);
7 }
 
    LinkedList提供了两个构造方法。第一个构造方法不接受参数,只是将header节点的前一节点和后一节点都设置为自身(注意,这个是一个双向循环链表,如果不是循环链表,空链表的情况应该是header节点的前一节点和后一节点均为null),这样整个链表其实就只有header一个节点,用于表示一个空的链表。第二个构造方法接收一个Collection参数c,调用第一个构造方法构造一个空的链表,之后通过addAll将c中的元素全部添加到链表中。来看addAll的内容。
 
 
 1 public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
 2     return addAll(size, c);
 3 }
 4 // index参数指定collection中插入的第一个元素的位置
 5 public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
 6     // 插入位置超过了链表的长度或小于0,报IndexOutOfBoundsException异常
 7     if (index < 0 || index > size)
 8         throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index+
 9                                                 ", Size: "+size);
10     Object[] a = c.toArray();
11 int numNew = a.length;
12 // 若需要插入的节点个数为0则返回false,表示没有插入元素
13     if (numNew==0)
14         return false;
15     modCount++;
16     // 保存index处的节点。插入位置如果是size,则在头结点前面插入,否则获取index处的节点
17 Entry<E> successor = (index==size ? header : entry(index));
18 // 获取前一个节点,插入时需要修改这个节点的next引用
19 Entry<E> predecessor = successor.previous;
20 // 按顺序将a数组中的第一个元素插入到index处,将之后的元素插在这个元素后面
21     for (int i=0; i<numNew; i++) {
22 // 结合Entry的构造方法,这条语句是插入操作,相当于C语言中链表中插入节点并修改指针
23         Entry<E> e = new Entry<E>((E)a[i], successor, predecessor);
24         // 插入节点后将前一节点的next指向当前节点,相当于修改前一节点的next指针
25         predecessor.next = e;
26         // 相当于C语言中成功插入元素后将指针向后移动一个位置以实现循环的功能
27         predecessor = e;
28 }
29 // 插入元素前index处的元素链接到插入的Collection的最后一个节点
30 successor.previous = predecessor;
31 // 修改size
32     size += numNew;
33     return true;
34 }
 
    构造方法中的调用了addAll(Collection<? extends E> c)方法,而在addAll(Collection<? extends E> c)方法中仅仅是将size当做index参数调用了addAll(int index,Collection<? extends E> c)方法。
 
 
 1 private Entry<E> entry(int index) {
 2         if (index < 0 || index >= size)
 3             throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index+
 4                                                 ", Size: "+size);
 5         Entry<E> e = header;
 6         // 根据这个判断决定从哪个方向遍历这个链表
 7         if (index < (size >> 1)) {
 8             for (int i = 0; i <= index; i++)
 9                 e = e.next;
10         } else {
11             // 可以通过header节点向前遍历,说明这个一个循环双向链表,header的previous指向链表的最后一个节点,这也验证了构造方法中对于header节点的前后节点均指向自己的解释
12             for (int i = size; i > index; i--)
13                 e = e.previous;
14         }
15         return e;
16     }
 
    结合上面代码中的注释及双向循环链表的知识,应该很容易理解LinkedList构造方法所涉及的内容。下面开始分析LinkedList的其他方法。
 
    add(E e)
 
1 public boolean add(E e) {
2     addBefore(e, header);
3     return true;
4 }
    从上面的代码可以看出,add(E e)方法只是调用了addBefore(E e,Entry<E> entry)方法,并且返回true。
 
    addBefore(E e,Entry<E> entry)
 
 
1 private Entry<E> addBefore(E e, Entry<E> entry) {
2     Entry<E> newEntry = new Entry<E>(e, entry, entry.previous);
3     newEntry.prev
补充:软件开发 , Java ,
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