LinkedList源码解读

一、内部类Node数据结构

在讲解LinkedList源码之前，首先我们需要了解一个内部类。内部类Node来表示集合中的节点，元素的值赋值给item属性，节点的next属性指向下一个节点，节点的previous属性指向前一个节点。

 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;
        }
    }

二、构造函数

• 无参构造函数

• 有参构造函数，传入Collection（****）

//无参构造函数
    public LinkedList() {
    }

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

有参构造函数实现的思想为：

1. 默认在链表末尾插入。

2. 将集合转换为数组，按照遍历顺序将数组首尾相连。

3. 成员变量first指向链表第一个元素，last指向链表最后一个元素。

 public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
        return addAll(size, c);
    }
    //添加所有元素
    public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
        //判断索引是否合法
        checkPositionIndex(index);
        //将集合转化为数组
        Object[] a = c.toArray();
        
        int numNew = a.length;
        if (numNew == 0)
            return false;
        
        Node<E> pred, succ;
        if (index == size) {
            succ = null;
            pred = last;
        } else {
            succ = node(index);
            pred = succ.prev;
        }

        for (Object o : a) {
            @SuppressWarnings("unchecked") E e = (E) o;
            //创建新的结点
            Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, null);
            if (pred == null)
                first = newNode;
            else
                pred.next = newNode;
            pred = newNode;
        }
        // 将当前链表最后一个节点赋值给last
        if (succ == null) {
            last = pred;
        } else {
            // 链表非空时，将断开的部分连接上 
            pred.next = succ;
            succ.prev = pred;
        }
        // 记录当前节点个数
        size += numNew;
        modCount++;
        return true;
    }

三、常用方法

1、addFirst();

当链表为null的时候，我们添加一个元素，要记得将last也指向该该节点。这时候链表只有一个元素。

 public void addFirst(E e) {
        linkFirst(e);
    }

    private void linkFirst(E e) {
        final Node<E> f = first;
        final Node<E> newNode = new Node<>(null, e, f);
        first = newNode;
        //first如果为null，则last也指向该节点
        if (f == null)
            last = newNode;
        else
            f.prev = newNode;
        size++;
        modCount++;
    }

2、addLast();

当链表为null的时候，我们添加一个元素，要记得将first也指向该该节点。这时候链表只有一个元素。

 public void addLast(E e) {
        linkLast(e);
    }
 void linkLast(E e) {
        final Node<E> l = last;
        final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
        last = newNode;
        //当last指向为null的时候，说明first也为null，所以要将first指向
        if (l == null)
            first = newNode;
        else
            l.next = newNode;
        size++;
        modCount++;
    }

 

3、getFirst()和getLast()

当first节点不为null的时候，返回first节点的值。当last节点不为null的时候，返回last节点的值。如果first或者last为null，则抛出异常。

 public E getFirst() {
        final Node<E> f = first;
        if (f == null)
            throw new NoSuchElementException();
      //返回first节点的值
        return f.item;
    }

    public E getLast() {
        final Node<E> l = last;
        if (l == null)
            throw new NoSuchElementException();
        //返回last节点的值
        return l.item;
    }

4、get()

首先判断给定的索引值索引值是否合法。

索引值大于整个链表长度的一半，则从后往前找，若索引值小于整个链表的长度的一般，则从前往后找。这样就可以保证，不管链表长度有多大，搜索的时候最多只搜索链表长度的一半就可以找到，提升了效率。

 public E get(int index) {
        checkElementIndex(index);
        return node(index).item;
    }
/**
     * 寻找下标为index节点
     */
    Node<E> node(int index) {
        // assert isElementIndex(index);
        //首先判断下标在前半部分，还是后半部分
        if (index < (size >> 1)) {
            Node<E> x = first;
            for (int i = 0; i < index; i++)
                x = x.next;
            return x;
        } else {
            Node<E> x = last;
            for (int i = size - 1; i > index; i--)
                x = x.prev;
            return x;
        }
    }

5、removeFirst()

删除头结点，将原来的第二个节点变为头结点，改变frist的指向，若之前仅剩一个节点，移除之后全部置为了null，包括last。

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;
    }

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