UML
public class LinkedList<E> extends AbstractSequentialList<E> implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, Serializable {
// linkedList大小
transient int size = 0；
// 头节点
transient Node<E> first;
// 尾节点
transient Node<E> last;
public LinkedList() {}
public LinkedList(Collection<? extends E> c) {
this();
addAll(c);
}
/**
* 在头部插入一个元素
*/
private void linkedFirst(E e) {
// 原头部元素
final Node<E> f = first;
// 新建节点
final Node<E> newNode = new Node<>(null, e, f);
// 头部节点指向新建节点
first = newNode;
if(f == null) {
// 如果原头部节点为null，则说明链表是空的，将尾指针也指向新建节点
last = newNode;
}else {
// 原头部节点不为空，说明链表不为空，将原头部的前驱设置为新建节点
f.prev = newNode;
}
size++;
modCount++;
}
/**
* 在尾部插入元素
*/
void linkedLast(E e) {
// 原尾部元素
final Node<E> l = last;
// 新建节点
final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
// 将尾节点指向newNode
last = newNode;
if(l == null) {
// 如果原尾节点为null，说明原链表为空，将first也指向新建节点
first = newNode
}else {
// 如果原尾节点不为null，说明原链表不为空，将原尾节点的后驱指向新建节点
l.next = newNode;
}
size++;
modCount++;
}
/**
* 在非空节点succ前插入节点e
*/
void linkedBefore(E e, Node<E> succ) {
// 获取succ的前驱
final Node<E> pred = succ.prev;
// 新建节点
final Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, succ);
// 将succ的前驱指向newNode
succ.prev = newNode;
if(pred == null) {
// 如果succ的原前驱为null，说明succ是头节点，则将头节点指向新建节点
first = newNode;
}else {
// succ的前驱不为null，则将succ前驱的next指向newNode
pred.next = newNode;
}
size++;
modCount++;
}
/**
* 移除头节点
*/
private E unlinkedFirst(Node<E> f) {
// 头节点值
final E element = f.item;
// 头节点的后驱
final Node<E> next = f.next;
// 将头节点的值和next设置为空
f.item = null;
f.next = null;
// 将后驱设置为头节点
first = next;
if(next == null) {
// 如果next为null，说明只有一个元素，将last也设置为null
last == null;
}else {
// 将next的前驱设置为null
next.prev = null;
}
size--;
modCount++;
return element;
}
/**
* 移除尾节点
*/
private E unlinkLast(Node<E> l) {
// 尾节点值
final E element = l.item;
// 尾节点的前驱
final Node<E> prev = l.prev;
// 将尾节点的值和前驱设置为null
l.item = null;
l.prev = null;
// 将尾节点指向prev
last = prev;
if(prev == null) {
// 如果prev为null，说明只有一个元素，移除后链表为空，所以把first设置为null
first = null;
}else {
// 前驱的next设置为null
prev.next = null;
}
size--;
modCount++;
return element;
}
/**
* 删除某个节点
*/
E unlink(Node<E> x) {
// 获取到x的的值，前驱、后驱
final E element = x.item;
final Node<E> next = x.next;
final Node<E> prev = x.prev;
if(prev == null) {
// x的前驱为null，说明x是头节点，移除x之后，next为头节点
first = next;
}else {
// x的前驱不为null，将x的前驱的next指向next
prev.next = next;
// x的前驱设为null
x.prev = null;
}
if(next == null) {
// x的后驱为null，说明是尾节点，将x的前驱设置为尾节点
last = prev;
}elsee {
// x的后驱不为null，将next的前驱设置为x的前驱
next.prev = prev;
// 将x的后驱设置为null
x.next = null;
}
// x的值设为null
x.item = null;
size--;
modCount++;
return element;
}
/**
* 获取头节点元素值
* 如果头节点为null，抛出异常，不空返回item
*/
public E getFirst() {
final Node<E> f = first;
if(f == null) {
throw new NoSuchElementException();
}
return f.item;
}
/**
* 获取尾节点元素值
* 如果尾节点为null，抛出异常，不空返回item
*/
public E getLast() {
final Node<E> l = last;
if(l == null) {
throw new NoSuchElemtnException();
}
return l.item;
}
/**
* 移除头部节点
*/
public E removeFirst() {
final Node<E> f = first;
if(f == null) {
throw new NoSuchElementException();
}
return unlinkFirst(f);
}
/**
* 移除尾部节点
*/
public E removeLast() {
final Node<E> l = last;
if(l == null) {
throw new NoSuchElementException();
}
return unlinkLast();
}
/**
* 添加元素至头部
*/
public void addFirst(E e) {
linkFirst(e);
}
/**
* 添加元素到尾部
*/
public void addLast(E e) {
linkLast(e);
}
/**
* 是否包含对象o
* 如果对象o的索引位置不等于-1，则表示包含对象o
*/
public boolean contains(Object o) {
return indexOf(o) != -1;
}
/**
* 返回元素数量
*/
public int size() {
return size;
}
/**
* 添加元素到头部
*/
public boolean add(E e) {
linkFist(e);
return true;
}
/**
* 移除某个元素。 如果移除对象存在返回true，否则返回false
*/
public boolean remove(Object o) {
// 移除对象为null，则从头部开始查找第一个为null的元素
if(o == null) {
for(Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
if(x.item == null) {
// 找到为null的元素，进行移除，返回true
unlink(x);
return true;
}
}
}
// 移除元素不为null，从头部开始查找第一个与o相等得元素
else {
for(Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
if(o.equals(x.item)) {
// 找到与object相等的元素，进行移除，返回true
unlink(x);
return true;
}
}
}
// 没有找到，返回false
return false;
}
/**
* 在尾部添加一个集合c
*/
public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
return addAll(size, c);
}
/**
* 添加一个集合c在index位置
*/
public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
// 检查index对象是否越界，index大于等于0，小于等于size
checkPositionIndex(index);
// 集合转数组
Object[] a = c.toArray();
int numNew = a.length;
// 如果添加的元素个数为0，返回false
if(numNew == 0) {
return false;
}
Node<E> pred, succ;
// 如果index == size，说明是添加在尾部，只需要获取到尾部节点即可
if(index == size) {
succ = null;
pred = last;
}
// 添加位置不是尾部，不需要获取到index位置的元素succ，并获取到succ的前驱
else {
succ = node(index);
pred = succ.prev;
}
// 遍历数组形成链表
for(Object o : a) {
// 强转
E e = (E) o;
// 新建节点
Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, null);
// 如果pred为null，说明是空链表，将新建节点设置头节点
if(pred == null) {
first = newNode;
}
// 不是空链表，将当前节点设为pred的后驱
else {
pred.next = newNode;
}
// 新建节点为pred
pred = newNode;
}
// 如果index位置不存在节点，即添加在尾部
if(succ == null) {
// 最后一个新建节点作为last
last = newNode;
}
// index位置存在节点
else {
// 最后一个集合元素的next指向原index位置元素
pred.next = succ;
// 原index位置的元素的前驱指向集合最后一个节点
succ.prev = pred;
}
size++;
modCount++;
return true;
}
/**
* 清空链表
* 遍历节点将每个节点的item，next、prev置空，同时将first、、last置空，size置为0
*/
public void clear() {
// 遍历节点，置空item。next、prev
for(Node<E> x = first; x != null; ) {
Node<E> next = x.next;
x.item = null;
x.next = null;
x.prev = null;
x = next;
}
// 置空first、last
first = last = null;
// size置为0
size = 0;
modCount++;
}
/**
* 获取index位置的元素值
*/
public E get(int index) {
// 检查是否越界
checkElementIndex(index);
return node(index).item;
}
/**
* 将index位置的元素的元素自设置为element
*/
public E set(int index, E element) {
// 检车是否越界
checkElementIndex(index);
// 获取index位置的元素
Node<E> x = node(index);
// 获取到旧元素值
E oldVal = x.item;
// 赋值为新的元素值
x.item = element;
// 返回旧的元素值
return oldVal;
}
/**
* 添加元素至index位置
*/
public void add(int index, E element) {
// 检查是否越界
checkPositionIndex(index);
if(index == size) {
// 如果index == size，那么添加到队列尾部
linkLast(element);
}else {
// 添加在index位置，找到原index位置元素，添加在其位置，原元素后移一位
linkBefore(element, node(index));
}
}
/**
* 移除index位置的元素
*/
public E remove(int index) {
// 检查是否越界
checkElementIndex(index);
return unlink(node(index));
}
private boolean isElementIndex(int index) {
return index >= 0 && index < size;
}
private boolean isPositionIndex(int index) {
return index >= 0 && index <= size;
}
private String checkElementIndex(int index) {
if(!isElementIndex(index)) {
throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}
}
private void checkPositionIndex(int index) {
if(!isPositionIndex(index)) {
throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}
}
/**
* 获取index位置的元素
*/
Node<E> node(int index) {
// 如果是前半部分
if(index < (size >> 1)) {
// 从头开始向后查找
Node<E> x = first;
for(int i = 0; i < index; i++) {
x = x.next;
}
return x;
}
// 如果是后半部分
else {
Node<E> x = last;
// 从尾部开始向前查找
for(int i = size - 1; i > index; i--) {
x = x.prev;
}
return x;
}
}
/**
* 获取对象在链表中位置（相对于头部）
*/
public int indexOf(Object o) {
int index = 0;
// 对象o为null
if(o == null) {
for(Node<E> x = first; x != null; x.next) {
if(x.item == null) {
return index;
}
index++;
}
}
// 对象o不为null
else {
for(Node<E> x = first; x != null; x.next) {
if(o.equals(x.item)) {
return index;
}
index++;
}
}
return -1;
}
/**
* 获取对象在链表中位置（相对于尾部）
*/
public int lastIndexOf(Object o) {
int index = size;
// 对象o为null
if(o == null) {
for(Node<E> x = last; x != null; x = x.prev) {
index--;
if(x.item == null) {
return index;
}
}
}
// 对象o不为null
else {
for(Node<E> x = last; x != null; x.prev) {
index--;
if(o.equals(x.item)) {
return index;
}
}
}
return -1;
}
/**
* 获取头部元素
*/
public E peek() {
final Node<E> f = first;
return (f == null) ? null : f.item;
}
/**
* 获取头部元素
*/
public E element() {
return getFirst();
}
/**
* 移除一个元素，从头部移除
*/
public E poll() {
final Node<E> f = first;
return (f == null) ? null : unlinkFirst(f);
}
/**
* 移除一个元素，模式移除头部，链表为空，将会抛出异常
*/
public E remove() {
return removeFirst();
}
/**
* 添加一个元素到尾部
*/
public boolean offer(E e) {
return add(e);
}
/**
* 添加一个元素到头部
*/
public boolean offerFirst(E e) {
addFirst(e);
return retrue;
}
/**
* 添加一个元素到尾部
*/
public boolean offerLast(E e) {
addLast(e);
return true;
}
/**
* 返回头部元素值
*/
public E peekFirst() {
final Node<E> f = first;
return (f == null) ? null : f.item;
}
/**
* 返回尾部元素值
*/
public E peekLast() {
final Node<E> l = last;
return (l == null) ? null : l.item
}
/**
* 移除头部元素
*/
public E pollFirst() {
final Node<E> f = first;
return (f == null) ? f : unlinkFirst(f);
}
/**
* 移除尾部元素
*/
public E pollLast() {
final Node<E> l = last;
return (l == null) ? null : unlinkLast(l);
}
/**
* 头部添加元素
*/
public void push(E e) {
addFirst(e);
}
/**
* 头部移除元素
*/
public void pop() {
return removeFirst();
}
/**
* 链表转数组
*/
public Object[] toArray() {
Object[] result = new Object[size];
int i = 0;
for(Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
result[i++] = x.item;
}
return result;
}
/**
* 序列化
*/
private void writeObject(ObjectOutputStream s) throw IOException {
s.defaultWriteObject();
s.writeInt(size);
for(Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
s.writeObject(x.item);
}
}
/**
* 反序列化
*/
private void readObject(ObjectInputStream s) throw IOEception{
s.defaultReadObject();
int size = s.readInt();
for(int i = 0; i < size; i++) {
linkLast((E)s.readObject());
}
}
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;
}
}
}
|
|
| add(E e) |
添加在尾部 |
| remove(Object o) |
找到并移除 |
| addFirst(E e) |
头部添加一个元素 |
| removeFirst() |
头部移除一个元素，如果链表为空，抛出异常 |
| addLast(E e) |
尾部添加一个元素 |
| removeLast() |
尾部移除一个元素，如果链表为空，抛出异常 |
| remove() |
调用removeFirst(), 从头部移除一个元素 |
|
|
| peek() |
取到第一个元素，不会对元素进行移除 |
| element() |
取到第一个元素，不会对元素进行移除，但如果链表为空，抛出异常 |
| poll() |
头部移除一个元素，链表空时返回null |
| remove() |
头部移除一个元素，链表为空时抛出异常 |
|
|
| offer(E) |
添加元素到链表尾部 |
| offerFirst(E) |
添加元素到链表头部 |
| offerLast(E) |
添加元素到链表尾部 |
|
|
| push() |
头部添加一个元素 |
| pop() |
头部移除一个元素，链表为空时抛出异常 |
