java 源碼閱讀（三）LinkedList

java 源碼閱讀（三）LinkedList

LinkedList底層採用的是雙向鏈表結構，支持空值和重複值。無法向ArrayList那樣進行擴容，存儲元素時，需要額外的空間存儲前驅和後繼的引用。LinkedList在鏈表頭部和尾部的插入效率比較高，但在指定位置進行插入時，效率一般。操作複雜度爲O(N)。LinkedList是非線程安全的集合類。

繼承/實現

構造函數

transient int size = 0;
transient Node<E> first;
transient Node<E> last;

//內部類，雙向鏈表
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;
    }
}

LinkedList()

public LinkedList() {
}

LinkedList(Collection<? extends E>)

public LinkedList(Collection<? extends E> c) {
     this();
     addAll(c);
}

方法源碼解讀

get()

public E get(int index) {
  	//用來驗證當前index是否在size內
    checkElementIndex(index);
  	//返回結果
    return node(index).item;
}

private void checkElementIndex(int index) {
    if (!isElementIndex(index))
        throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}

private boolean isElementIndex(int index) {
    return index >= 0 && index < size;
}

Node<E> node(int index) {
    // assert isElementIndex(index);
	//這裏是二分查找。
    if (index < (size >> 1)) {
      	//通過頭結點，一直遍歷後繼結點到index位置。
        Node<E> x = first;
        for (int i = 0; i < index; i++)
            x = x.next;
        return x;
    } else {
      	//通過尾結點，一直遍歷前驅結點到index位置。
        Node<E> x = last;
        for (int i = size - 1; i > index; i--)
            x = x.prev;
        return x;
    }
}

add()

public boolean add(E e) {
    linkLast(e);
    return true;
}

void linkLast(E e) {
  	//將最後一個結點賦給l
    final Node<E> l = last;
  	//新建一個Node，它的前驅結點是l
    final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
  	//將newNode的值賦給尾結點
    last = newNode;
    if (l == null)
      	//如果l爲空，表示這是一個空的linkedList，將newNode賦給頭結點
        first = newNode;
    else
      	//否則，將l的後繼結點賦值爲newNode
        l.next = newNode;
    size++;
    modCount++;
}

add(int,E)

public void add(int index, E element) {
  	//檢驗index是否在size內。
    checkPositionIndex(index);
		
    if (index == size)
      	//如果index==size，直接從尾部進行添加
        linkLast(element);
    else
      	//從index位置開始添加
        linkBefore(element, node(index));
}

private void checkPositionIndex(int index) {
    if (!isPositionIndex(index))
        throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}

private boolean isPositionIndex(int index) {
    return index >= 0 && index <= size;
}

void linkBefore(E e, Node<E> succ) {
    // assert succ != null;
  	//將succ的前驅結點賦值給pred
    final Node<E> pred = succ.prev;
  	//定義一個新的結點，它的前驅結點是pred，後繼結點是succ
    final Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, succ);
  	//將newNode賦值給succ的前驅結點
    succ.prev = newNode;
  	//驗證當前鏈表是否爲空
    if (pred == null)
        first = newNode;
    else
        pred.next = newNode;
    size++;
    modCount++;
}

remove()

public E remove() {
    return removeFirst();
}

public E removeFirst() {
    final Node<E> f = first;
    if (f == null)
        throw new NoSuchElementException();
    return unlinkFirst(f);
}

private E unlinkFirst(Node<E> f) {
    // assert f == first && f != null;
    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;
}

代碼比較簡單，因此沒有加註釋。默認刪除頭結點，將第二個結點置爲頭結點。

remove(int)

public E remove(int index) {
  	//校驗index
    checkElementIndex(index);
    return unlink(node(index));
}

E unlink(Node<E> x) {
    // assert x != null;
  	//將刪除的結點，後繼結點，前驅結點取出，
    final E element = x.item;
    final Node<E> next = x.next;
    final Node<E> prev = x.prev;
	//判斷是否是頭結點，修改後繼結點
    if (prev == null) {
        first = next;
    } else {
        prev.next = next;
        x.prev = null;
    }
	//判斷是否是尾結點，修改前驅結點
    if (next == null) {
        last = prev;
    } else {
        next.prev = prev;
        x.next = null;
    }
	
    x.item = null;
    size--;
    modCount++;
    return element;
}

remove(Ojbect)

根據Object找到對應的index，然後進行刪除。

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;
}