一、属性
在LinkedList中,共有三个成员变量,size,first和last
transient int size = 0; //LinkedList的大小 transient Node<E> first; //链表中第一个节点 transient Node<E> last; //链表中最后一个节点
Node类是ListedList的一个内部类,其结构如下:
private static class Node<E> { E item; Node<E> next; Node<E> prev; Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) { this.item = element; this.next = next; this.prev = prev; } }
item表示当前节点的值,next引用指向下一个节点,prev引用指向前一个节点,这就是双向链表的特征
二、构造方法
//构造一个无参 public LinkedList() { } public LinkedList(Collection<? extends E> c) { this(); addAll(c); }
容器第一篇总结篇说过,所有实现Collection接口的容器类,都一定有两个构造方法,一个无参,一个有参(参数为所有实现Collection的对象)
LinkedList(Collection< ? extends E> c) :构造一个包含指定 collection 中的元素的列表,这些元素按其 collection 的迭代器返回的顺序排列
首先调用this()生成一个空的LinkedList对象,然后调用addAll,把参数的Collection添加到LinkedList中,addAll(Collection< ? extends E> c)代码如下:
public boolean addAll(Collection<? extends E> c) { return addAll(size, c); }
addAll方法有两个(一参和二参):
addAll(Collection< ? extends E> c) : 把Collection添加到LinkedList的尾端
addAll(int index, Collection< ? extends E> c):把Collection添加到LinkedList的index位置
在构造方法中调用一参的addAll,从而调用二参的addAll,此时index为成员变量size,即把Collection添加到LinkedList的尾端
public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) { //检查index位置是否超出边界 checkPositionIndex(index); //把Collection转为数组 Object[] a = c.toArray(); int numNew = a.length; //如果Collection为空,返回false,表示添加失败 if (numNew == 0) return false; //pred指向前一个节点,succ指向下一个节点 Node<E> pred, succ; //如果在链尾添加,下一个节点为空,pred指向当前链表最后一个节点 if (index == size) { succ = null; pred = last; } else { /** 如果不在链尾添加,调用node(index),内部通过遍历离链表取得index位置的节点,并把succ指向index位置的节点,pred指向index位置节点的前一个节点 **/ succ = node(index); pred = succ.prev; } //执行插入,注意pred for (Object o : a) { @SuppressWarnings("unchecked") E e = (E) o; Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, null); //如果把o插入到链头 if (pred == null) first = newNode; else //让index位置的前一个节点的next指向包含o的新节点 pred.next = newNode; //把newNode节点作为pred pred = newNode; } //更新pred和succ if (succ == null) { last = pred; } else { pred.next = succ; succ.prev = pred; } //增加LinkedList的大小 size += numNew; //LinkedList用modCount变量来记录链表改变的次数 modCount++; return true; }
node(index)方法非常重要,LinkedList很多方法都是通过node(index)才取得index位置的节点,从而进一步操作:
例如set(int index, E e),就是要通过node(index)取得index位置的node,从而设置node.item = e;
//遍历链表从而取得index位置节点 Node<E> node(int index) { //如果index 小于 size/2 则从头开始查找 if (index < (size >> 1)) { Node<E> x = first; for (int i = 0; i < index; i++) x = x.next; return x; } else { //如果index 大于 size/2 则从尾部开始查找 Node<E> x = last; for (int i = size - 1; i > index; i--) x = x.prev; return x; } }
这里是数据结构链表的内容,有数据结构基础的人完全可以看懂
三、增加方法的核心
add(E e) :将指定元素添加到此列表的结尾
add(int index, E element):在此列表中指定的位置插入指定的元素
当index == size时,两个方法等效,都是添加到链表的尾部
接下来看看add(int index, E element)的源码:
public void add(int index, E element) { checkPositionIndex(index); //当在链尾添加时,调用linkLast(element),add(E e) 方法内部也是调用linkLast(element) if (index == size) linkLast(element); else //如果不是在链尾添加,则把element添加到index位置节点前 linkBefore(element, node(index)); }
//succ是index位置的节点 void linkBefore(E e, Node<E> succ) { // assert succ != null; //pred指向要添加的位置的前一个节点 final Node<E> pred = succ.prev; //创建一个新节点 final Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, succ); //把新节点插入到index位置前 succ.prev = newNode; //如果是在链表头部添加 if (pred == null) first = newNode; else //把新节点插入到index位置前一个节点的后面,这样就把新节点插入到了index位置 pred.next = newNode; //容量加1 size++; //修改次数加1 modCount++; }
除了linkBefore,linkFirst和linkLast也是其它增加方法的核心
例如addFirst内部是调用linkFirst,push()也是调用linkFirst,addLast()内部调用的是linkLast
这三个方法都比较简单,就不再叙述
四、删除方法的核心
remove(Object o):从此列表中移除首次出现的指定元素(如果存在)
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; }
这段代码很简单,就是遍历链表,把删除掉第一次出现参数值得节点,如果找不到,返回false
remove调用了unlink(x)方法:
E unlink(Node<E> x) { // assert x != null; 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; }
这里的删除逻辑跟数据结构中的链表的操作一样,非常简单
五、总结
总得来看,LinkedList的实现是很简单的,只要数据结构过关,完全可以自己实现一个
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