java8 LinkedList 源码解析

    LinkedList是另外一种常见的list实现类,底层基于链表实现,不仅实现了List接口,还是实现了Deque接口,所以说LinkedList也是一种队列。LinkedList是双向链表,它的插入删除效率较高,但是查询效率较低(虽然有一定的优化)。firstlast表示列表的首尾节点,容量大小用size表示。下面就具体讲讲LinkedList的源码。

1.Node节点信息

    Node的构造方法已经使node节点插入了链表,但此时整个链表还不是双向链表。还需要将node前驱的后继(node.prev.next=node)、后继的前驱(node.next.prev=node)指向node,如此,整个链表构成了双向链表。

图1 节点Node类

2.构造函数

      LinkedList有两个构造函数。传入Collection对象的构造函数调用了addAll(size, c)。

图2 构造函数

      addAll(index, c)首先会检查index和c,检查通过后用succ保存后继节点,然后再pred、succ之间插入c的元素并且不停的跟新pred节点,如果pred为空,表示是从首节点插入,所以需要让first指向newNode;否则使pred的后继指向newNode。所有元素插入到队列后,如果succ为空,则last指向pred节点;否则关联pred与succ,即使succ的前驱指向pred,succ的后继执行pred。最后修改size和modCount。

图3 addAll方法

3.重要方法

    ① linkFirst方法。此方法使构造一个新节点并使first指向新节点。先把first备份,在利用构造函数构造新的首节点。如果原来first为空,表示链表为空,则把last指向newNode;否则是原首节点的前驱执行newNode;最后修改size和monCount。

图4 linkFirst方法

    ② linkLast方法。类似linkFirst方法,此方法构造一个新节点,并使last指向新节点。先用l备份last,在创建一个新的节点,并使last指向新节点。如果last为空,意味着原链表为空,需要把first指向新节点;否则使l的后继指向新节点。

图5 linkLast方法

    ③ linkBefore方法。此方法在succ节点之前插入一个新节点。这里有一个条件,那就是succ不能为空。先利用pred记录原succ的前驱。在创建一个新节点。succ的前驱指向新节点,再根据pred是否为空判断到底把first指向新节点还是把pred的后继指向新节点。

图6 linkBefore方法

    ④ unlinkFirst方法。此方法删除首节点f。先用next保存f的后继,在使f的引用指向空(f是首节点所以不用置空f的前驱),使next指向first。如果next为空,则链表现在没有元素,所有last也为空,否则把next.prev也置空,使jvm回收原first的资源。

图7 unlinkFirst方法

    ⑤ unlinkLast方法。删除非空尾节点l。类似unlinkFirst方法。先保存前驱,在置空l,接着把前驱赋值给last。最后根据前驱是否为空判断链表是否有元素,根据结果把first赋空或者把现在last的后继赋空。

图8 unlinkLast方法

    ⑥ unlink方法。此方法删除节点x。主要使x的前驱和后继直接关联上即可。这里要说明的如果前驱为空,没必要再次使x.prev = null。最后还要修改size和modCount。详细过程请看代码。

图9 unlink方法

    ⑦ node方法。此方法得到指定index序号的元素节点。如果index小于0.5*size,从前往后遍历寻找序号为index的节点;否则,从后向前遍历寻找node。

图10 node方法

    ⑧contains与indexOf方法。如同ArrayList,contains也是利用indexOf判断元素是否存在。indexOf方法返回元素第一次出现的位置,如果不存在则返回-1.

图11 contains&indexOf方法

    LinkedList剩下的方法(包括queue接口的方法)主要就是利用size、first、last以及上诉提到的几个方法实现。很简洁。

图12 getFirst&getLast方法
图13 removeFirst&removeLast方法
图14 addFirst&addLast方法
图15 add&remove方法

    clear方法清空元素。

图16 清空元素
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