LinkedList 與 ArrayList 一樣實現(xiàn) List 接口,只是 ArrayList 是 List 接口的大小可變數(shù)組的實現(xiàn),LinkedList 是 List 接口鏈表的實現(xiàn)?;阪湵韺崿F(xiàn)的方式使得 LinkedList 在插入和刪除時更優(yōu)于 ArrayList,而隨機訪問則比 ArrayList 遜色些。
LinkedList 實現(xiàn)所有可選的列表操作,并允許所有的元素包括 null。
除了實現(xiàn) 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(tǒng)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(xiàn) Deque 接口,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(zhí)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(xiàn)不是同步的。
(以上摘自JDK 6.0 API)。
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(xiàn) List、Deque、Cloneable、Serializable。其中 AbstractSequentialList 提供了 List 接口的骨干實現(xiàn),從而最大限度地減少了實現(xiàn)受“連續(xù)訪問”數(shù)據(jù)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(xiàn) 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。
在 LinkedList 中提供了兩個基本屬性 size、header。
private transient Entry<E> header = new Entry<E>(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(jié)點對象。
private static class Entry<E> {
E element; //元素節(jié)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。
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(jié)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(shù)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) {
//若插入的位置小于0或者大于鏈表長度,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(shù)
//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(shù)
modCount++;
//獲取插入位置的節(jié)點,若插入的位置在size處,則是頭節(jié)點,否則獲取index位置處的節(jié)點
Entry<E> successor = (index == size ? header : entry(index));
//插入位置的前一個節(jié)點,在插入過程中需要修改該節(jié)點的next引用:指向插入的節(jié)點元素
Entry<E> predecessor = successor.previous;
//執(zhí)行插入動作
for (int i = 0; i < numNew; i++) {
//構造一個節(jié)點e,這里已經(jīng)執(zhí)行了插入節(jié)點動作同時修改了相鄰節(jié)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(jié)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(jié)點,這樣做的目的是將插入位置右移一位,保證后續(xù)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(jié)點元素。
/**
* 返回指定位置(若存在)的節(jié)點元素
*/
private Entry<E> entry(int index) {
if (index < 0 || index >= size)
throw new IndexOutOfBoundsException("Index: " + index + ", Size: "
+ size);
//頭部節(jié)點
Entry<E> e = header;
//判斷遍歷的方向
if (index < (size >> 1)) {
for (int i = 0; i <= index; i++)
e = e.next;
} else {
for (int i = size; i > index; i--)
e = e.previous;
}
return e;
}
從該方法有兩個遍歷方向中我們也可以看出 LinkedList 是雙向鏈表,這也是在構造方法中為什么需要將 header 的前、后節(jié)點均指向自己。
如果對數(shù)據(jù)結構有點了解,對上面所涉及的內容應該問題,我們只需要清楚一點:LinkedList 是雙向鏈表,其余都迎刃而解。
由于篇幅有限,下面將就 LinkedList 中幾個常用的方法進行源碼分析。
add(E e): 將指定元素添加到此列表的結尾。
public boolean add(E e) {
addBefore(e, header);
return true;
}
該方法調用 addBefore 方法,然后直接返回 true,對于 addBefore() 而已,它為 LinkedList 的私有方法。
private Entry<E> addBefore(E e, Entry<E> entry) {
//利用Entry構造函數(shù)構建一個新節(jié)點 newEntry,
Entry<E> newEntry = new Entry<E>(e, entry, entry.previous);
//修改newEntry的前后節(jié)點的引用,確保其鏈表的引用關系是正確的
newEntry.previous.next = newEntry;
newEntry.next.previous = newEntry;
//容量+1
size++;
//修改次數(shù)+1
modCount++;
return newEntry;
}
在 addBefore 方法中無非就是做了這件事:構建一個新節(jié)點 newEntry,然后修改其前后的引用。
LinkedList 還提供了其他的增加方法:
add(int index, E element):在此列表中指定的位置插入指定的元素。
addAll(Collection<? extends E> c):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。
addAll(int index, Collection<? extends E> c):將指定 collection 中的所有元素從指定位置開始插入此列表。
AddFirst(E e): 將指定元素插入此列表的開頭。
addLast(E e): 將指定元素添加到此列表的結尾。
remove(Object o):從此列表中移除首次出現(xiàn)的指定元素(如果存在)。該方法的源代碼如下:
public boolean remove(Object o) {
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;
}
}
}
return false;
}
該方法首先會判斷移除的元素是否為 null,然后迭代這個鏈表找到該元素節(jié)點,最后調用 remove(Entry
private E remove(Entry<E> e) {
if (e == header)
throw new NoSuchElementException();
//保留被移除的元素:要返回
E result = e.element;
//將該節(jié)點的前一節(jié)點的next指向該節(jié)點后節(jié)點
e.previous.next = e.next;
//將該節(jié)點的后一節(jié)點的previous指向該節(jié)點的前節(jié)點
//這兩步就可以將該節(jié)點從鏈表從除去:在該鏈表中是無法遍歷到該節(jié)點的
e.next.previous = e.previous;
//將該節(jié)點歸空
e.next = e.previous = null;
e.element = null;
size--;
modCount++;
return result;
}
其他的移除方法:
clear(): 從此列表中移除所有元素。
remove():獲取并移除此列表的頭(第一個元素)。
remove(int index):移除此列表中指定位置處的元素。
remove(Objec o):從此列表中移除首次出現(xiàn)的指定元素(如果存在)。
removeFirst():移除并返回此列表的第一個元素。
removeFirstOccurrence(Object o):從此列表中移除第一次出現(xiàn)的指定元素(從頭部到尾部遍歷列表時)。
removeLast():移除并返回此列表的最后一個元素。
removeLastOccurrence(Object o):從此列表中移除最后一次出現(xiàn)的指定元素(從頭部到尾部遍歷列表時)。
對于查找方法的源碼就沒有什么好介紹了,無非就是迭代,比對,然后就是返回當前值。
get(int index):返回此列表中指定位置處的元素。
getFirst():返回此列表的第一個元素。
getLast():返回此列表的最后一個元素。
indexOf(Object o):返回此列表中首次出現(xiàn)的指定元素的索引,如果此列表中不包含該元素,則返回 -1。
lastIndexOf(Object o):返回此列表中最后出現(xiàn)的指定元素的索引,如果此列表中不包含該元素,則返回 -1。