Java源码初学_LinkedList
一.LinkedList的内部数据结构
LinkedList底层是一个链表的数据结构,采用的是双向链表,基本的Node数据结构代码如下:
private static class Node<E> { E item; //节点放置的元素
Node<E> next; //下一节点
Node<E> prev; //上一结点
Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
this.item = element;
this.next = next;
this.prev = prev;
}
}
二.LinkedList的结点的常用操作
在LinkedList实现List接口的一系列方法的时候,底层是通过一系列结点操作,完成对于LinkedList的方法的实现,操作代码如下:
/*** 将一个元素链接到链表的开头
*/
private void linkFirst(E e) {
final Node<E> f = first;
final Node<E> newNode = new Node<>(null, e, f);
first = newNode;
if (f == null)
last = newNode;
else
f.prev = newNode;
size++;
modCount++;
}
/**
* 将元素e链接到链表的末端
*/
void linkLast(E e) {
final Node<E> l = last;
final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
last = newNode;
if (l == null)
first = newNode;
else
l.next = newNode;
size++;
modCount++;
}
/**
* 将一个元素链接到指定结点的前面
*/
void linkBefore(E e, Node<E> succ) {
// assert succ != null;
final Node<E> pred = succ.prev;
final Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, succ);
succ.prev = newNode;
if (pred == null)
first = newNode;
else
pred.next = newNode;
size++;
modCount++;
}
/**
* 将一个first结点解除关联
*/
private E unlinkFirst(Node<E> f) {
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;
}
/**
* 将一个last结点解除关联
*/
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;
}
/**
* 将一个结点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;
}
三.LinkedList的addAll方法
插入一个Collection类型的元素的时候,需要先将Collection元素转化为数组类型的元素,然后对于数组中的每一个元素进行遍历,建立一系列结点,并将结点相互连接,然后与原来的结点相互连接.
public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) { checkPositionIndex(index);
Object[] a = c.toArray();
int numNew = a.length;
if (numNew == 0)
return false;
Node<E> pred, succ;
if (index == size) { //表示在链表末尾添加
succ = null;
pred = last;
} else { //在链表中间添加
succ = node(index);//获取在当前索引位置的元素
pred = succ.prev;//pred--记录当前索引位置的元素的前面的一个元素
}
for (Object o : a) {
@SuppressWarnings("unchecked") E e = (E) o;
Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, null); //在当前索引位置的元素前面添加元素
if (pred == null) //前面没有元素,说明插入的节点是链表的第一个元素
first = newNode;
else //前面节点的next指向当前节点
pred.next = newNode;
pred = newNode; //pred指向当前节点为下一次赋值做准备
}
if (succ == null) { //插入前,索引处没有元素
last = pred;
} else {
pred.next = succ;
succ.prev = pred;
}
size += numNew;
modCount++;
return true;
}
四.remove操作
remove操作通过对于链表结点进行遍历,如果结点的元素等于参数的元素,则调用unlink方法,将结点的关系解除.
public boolean remove(Object o) { 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;
}
五.clear方法
通过对于链表的所有的元素进行遍历,并且将遍历到的元素的所有属性设为null,交给垃圾回收器处理.
public void clear() { for (Node<E> x = first; x != null; ) {
Node<E> next = x.next;
x.item = null;
x.next = null;
x.prev = null;
x = next;
}
first = last = null;
size = 0;
modCount++;
}
六.get方法
get方法是LinkedList获取某一索引处的元素的方法,由于链表的数据结构查询比较慢,因此通常不推荐对于LinkedList类型的数据结构调用一系列get方法.但是LinkedList数据结构本身对于get方法进行了优化,当索引大于中间索引的时候,从最后一个元素开始查询.当索引小于中间索引的时候,从第一个元素开始查询.
public E get(int index) { checkElementIndex(index);
return node(index).item;
}
Node<E> node(int index) {
if (index < (size >> 1)) {
Node<E> x = first;//从首结点开始查询
for (int i = 0; i < index; i++)
x = x.next;
return x;
} else {
Node<E> x = last;//从末尾结点开始查询
for (int i = size - 1; i > index; i--)
x = x.prev;
return x;
}
}
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