LinkedList源代码分析

       LinkedList是动态数组的另一种实现，底层以双向循环链表为实现基础，它的优势在于可以快速的删除和添加元素，不需要像ArrayList那样移动大量的元素，但对于查找元素需要逐个遍历链表中的元素，进行匹配。所以LinkedList适用于频繁删除和添加元素，较少查找元素的应用场景。

 

LinkedList内部使用Entry<E>来封装双向循环链表结点.LinkedList头结点的定义:

        private transient Entry<E> header = new Entry<E>(null, null, null);

 

Entry是一个静态内部类，用于描述双向链表的结点

//有三个域:element对象引用或者基本类型的值，也就是结点的data域
//         next域指向节点的后继
//         previous指向结点的前驱
private static class Entry<E> {

    E element;
    Entry<E> next;
    Entry<E> previous;

    Entry(E element, Entry<E> next, Entry<E> previous) {
        this.element = element;
        this.next = next;
        this.previous = previous;
    }
 }

 

1.LinkedList构造函数

 

    //LinkedList采用的内部数据结构是双向循环链表，结点使用Entry描述.

//初始化时，将结点的前驱和后续都指向自己(header).形成了循环。
public LinkedList() {
      header.next = header.previous = header;
}

 

2.访问方法-getFirst(),GetLast(),get(int index)

 

   getFirst()方法

//取得双向链表中的第一个元素，也就是header的后继域next域指向的元素
public E getFirst() {

if (size==0)
    throw new NoSuchElementException();

return header.next.element;
}

 

  getLast()方法

   //取得双向链表的最后一个元素，也就是header前驱动域previous指向的元素.

public E getLast()  {
f (size==0)
   throw new NoSuchElementException();

eturn header.previous.element;
}

 

   get(index)方法

//通过下标来查找元素

public E get(int index) {
    return entry(index).element;
}

  private Entry<E> entry(int index) {

    //对于参数index的合法性进行校验
    if (index < 0 || index >= size)
        throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index+
                                            ", Size: "+size);
    Entry<E> e = header;
    //查找指定位置的双向链表中的节点，从header->next开始算作是0
    //如果查找的位置比size/2小，则顺着找，只需要比对一半的元素
    if (index < (size >> 1)) {
        for (int i = 0; i <= index; i++)
            e = e.next;

    //如果指定位置比size/2大，则逆着找，从header->previous开始向前查找
    //最多，也只需要比对一半的元素。
    } else {
        for (int i = size; i > index; i--)
            e = e.previous;
    }
    return e;
}

 

   3.remove方法

 

  remove(Entry<E> e)方法,在双向循环链表中删除指定结点e

 

  private E remove(Entry<E> e) {

       //如果指定删除的节点，是头结点，则抛出异常，头节点是不可能被删除的.
if (e == header)
    throw new NoSuchElementException();

       /*********************************
 *  |--next---->| ----next--->|
 * [P]         [e]           [N]
 *  |<---pre----|<----pre-----|
**********************************/

//将在e前驱和后继之间，剔出对e的关联
       E result = e.element;
e.previous.next = e.next;
e.next.previous = e.previous;

//小心的释放当前被删除节点持有的关于其它节点的引用
       e.next = e.previous = null;
       e.element = null;
size--;
modCount++;

       return result;
   }

 

  由remove(Entry<E> e)方法衍生出removeFirst(Entry<E> e)和removeLast(Entry<E> e)

 

  removeFirst()方法+removeLast()方法

 

   //删除链表第一个元素,也就是header的后继

public E removeFirst() {
eturn remove(header.next);
}

//删除链表的最后一个元素，也就是header的前驱
public E removeLast() {
eturn remove(header.previous);
}

 

 

    remove(Object o)首先是查找到指定的对象所在的节点，然后调用remove(Entry)

     public boolean remove(Object o) {

    //对于目标元素是null分开处理
    if (o==null) {
        for (Entry<E> e = header.next; e != header; e = e.next) {
            if (e.element==null) {
                remove(e);
                return true;
            }
        }
    } else {
        for (Entry<E> e = header.next; e != header; e = e.next) {
            if (o.equals(e.element)) {
                remove(e);
                return true;
            }
        }
    }

    //如果没有找到目标元素，则返回false
    return false;
}

 

4.add方法

 

    addBefore(E o, Entry<E> e)方法，在e结点和e.previous之间添加添加元素o.

 

    private Entry<E> addBefore(E o, Entry<E> e) {

       //在newEntry的构造函数中已经将next,previous指向正确的位置
       //Entry(E element, Entry<E> next, Entry<E> previous) {
//    this.element = element;
//    this.next = next;
//    this.previous = previous;
//}

       Entry<E> newEntry = new Entry<E>(o, e, e.previous);

//这里还需要更新newEntry前驱节点的next域
//和newEntry后继节点的previous域
newEntry.previous.next = newEntry;
newEntry.next.previous = newEntry;
size++;
modCount++;
return newEntry;
   }

 

    由addBefore(E o, Entry<E> e)衍生出addLast(), addFrist()方法

 

    //在双向循环链表头添加元素，也就是header.next和heder之间

public void addFirst(E o) {
Before(o, header.next);
}


/在双向循环链表尾添加元素，也就是header和header.previous之间
 public void addLast(E o) {
Before(o, header);
}

 

   通常的add(E)方法

 

    //直接就将元素存放在header.previous与header之间

   public boolean add(E o) {

addBefore(o, header);
       return true;
   }

 

 

  5. 查找目标元素位置

        //查找指定的元素在链表中的位置，只能是遍历双向循环链表的每个节点，并将节点data取出来比对

//查找元素，如果是查找null，采用==;如果是查找其它对象则使用equals()
public int indexOf(Object o) {
    int index = 0;
    if (o==null) {
        for (Entry e = header.next; e != header; e = e.next) {
            if (e.element==null)
                return index;
            index++;
        }
    } else {
        for (Entry e = header.next; e != header; e = e.next) {
            if (o.equals(e.element))
                return index;
            index++;
        }
    }
    return -1;
}