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文章首發於我的個人博客:
https://h2pl.github.io/2018/05/09/collection2
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LinkedList概述
LinkedList與ArrayList一樣實現List接口,只是ArrayList是List接口的大小可變數組的實現,LinkedList是List接口鏈表的實現。基於鏈表實現的方式使得LinkedList在插入和刪除時更優於ArrayList,而隨機訪問則比ArrayList遜色些。
LinkedList實現所有可選的列表操作,並允許所有的元素包括null。
除了實現 List 接口外,LinkedList 類還為在列表的開頭及結尾 get、remove 和 insert 元素提供了統一的命名方法。這些操作允許將鏈接列表用作堆棧、隊列或雙端隊列。
此類實現 Deque 接口(雙端隊列,支持在兩端插入和刪除),為 add、poll 提供先進先出隊列操作,以及其他堆棧和雙端隊列操作。
所有操作都是按照雙重鏈接列表的需要執行的。在列表中編索引的操作將從開頭或結尾遍歷列表(從靠近指定索引的一端)。
同時,與ArrayList一樣此實現不是同步的。
(以上摘自JDK 6.0 API)。
源碼分析
定義
首先我們先看LinkedList的定義:
public class LinkedList<E>
extends AbstractSequentialList<E>
implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable
從這段代碼中我們可以清晰地看出LinkedList繼承AbstractSequentialList,實現List、Deque、Cloneable、Serializable。其中AbstractSequentialList提供了 List 接口的骨干實現,從而最大限度地減少了實現受“連續訪問”數據存儲(如鏈接列表)支持的此接口所需的工作,從而以減少實現List接口的復雜度。Deque一個線性 collection,支持在兩端插入和移除元素,定義了雙端隊列的操作。
屬性
在LinkedList中提供了兩個基本屬性size、header。
private transient Entry header = new Entry(null, null, null); private transient int size = 0; 其中size表示的LinkedList的大小,header表示鏈表的表頭,Entry為節點對象。
private static class Entry<E> {
E element; //元素節點
Entry<E> next; //下一個元素
Entry<E> previous; //上一個元素
Entry(E element, Entry<E> next, Entry<E> previous) {
this.element = element;
this.next = next;
this.previous = previous;
}
}
上面為Entry對象的源代碼,Entry為LinkedList的內部類,它定義了存儲的元素。該元素的前一個元素、后一個元素,這是典型的雙向鏈表定義方式。
構造方法
LinkedList提供了兩個構造方法:LinkedList()和LinkedList(Collection<? extends E> c)。
/**
* 構造一個空列表。
*/
public LinkedList() {
header.next = header.previous = header;
}
/**
* 構造一個包含指定 collection 中的元素的列表,這些元素按其 collection 的迭代器返回的順序排列。
*/
public LinkedList(Collection<? extends E> c) {
this();
addAll(c);
}
LinkedList()構造一個空列表。里面沒有任何元素,僅僅只是將header節點的前一個元素、后一個元素都指向自身。
LinkedList(Collection<? extends E> c): 構造一個包含指定 collection 中的元素的列表,這些元素按其 collection 的迭代器返回的順序排列。該構造函數首先會調用LinkedList(),構造一個空列表,然后調用了addAll()方法將Collection中的所有元素添加到列表中。以下是addAll()的源代碼:
/**
* 添加指定 collection 中的所有元素到此列表的結尾,順序是指定 collection 的迭代器返回這些元素的順序。
*/
public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
return addAll(size, c);
}
/**
* 將指定 collection 中的所有元素從指定位置開始插入此列表。其中index表示在其中插入指定collection中第一個元素的索引
*/
public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
//若插入的位置小於0或者大於鏈表長度,則拋出IndexOutOfBoundsException異常
if (index < 0 || index > size)
throw new IndexOutOfBoundsException("Index: " + index + ", Size: " + size);
Object[] a = c.toArray();
int numNew = a.length; //插入元素的個數
//若插入的元素為空,則返回false
if (numNew == 0)
return false;
//modCount:在AbstractList中定義的,表示從結構上修改列表的次數
modCount++;
//獲取插入位置的節點,若插入的位置在size處,則是頭節點,否則獲取index位置處的節點
Entry<E> successor = (index == size ? header : entry(index));
//插入位置的前一個節點,在插入過程中需要修改該節點的next引用:指向插入的節點元素
Entry<E> predecessor = successor.previous;
//執行插入動作
for (int i = 0; i < numNew; i++) {
//構造一個節點e,這里已經執行了插入節點動作同時修改了相鄰節點的指向引用
//
Entry<E> e = new Entry<E>((E) a[i], successor, predecessor);
//將插入位置前一個節點的下一個元素引用指向當前元素
predecessor.next = e;
//修改插入位置的前一個節點,這樣做的目的是將插入位置右移一位,保證后續的元素是插在該元素的后面,確保這些元素的順序
predecessor = e;
}
successor.previous = predecessor;
//修改容量大小
size += numNew;
return true;
}
在addAll()方法中,涉及到了兩個方法,一個是entry(int index),該方法為LinkedList的私有方法,主要是用來查找index位置的節點元素。
/**
* 返回指定位置(若存在)的節點元素
*/
private Entry<E> entry(int index) {
if (index < 0 || index >= size)
throw new IndexOutOfBoundsException("Index: " + index + ", Size: "
+ size);
//頭部節點
Entry<E> e = header;
//判斷遍歷的方向
if (index < (size >> 1)) {
for (int