基于jdk1.8的LinkedList源码分析

前言

LinkedList实现了List与Deque接口。数据结构为双端链表结构，当执行随机位置插入和删除的操作时不需要跟ArrayList一样执行一次复制移动数据的过程，只需要修改前后节点的前后连接即可，所以可以相对高效的执行的插入和移除操作。

源码分析

构造函数（空构造方法）

　　/**
     * Constructs an empty list.
     */
    public LinkedList() {
    }

 构造函数（集合作为参数的构造方法）

　　// 先执行空构造方法，然后将集合中的数据遍历按add方法添加到列表中
　　public LinkedList(Collection<? extends E> c) {
        this();
        addAll(c);
    }

内部类Node源码如下，链表由一个个的节点串起来，而双端联表则表示链表有前驱和后驱分别指向前后节点

　　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;
        }
    }

add(E e)源码分析

　　public boolean add(E e) {
        linkLast(e);
        return true;
    }


　　void linkLast(E e) {
　　　　　// 此处的last为LinkedList的实例变量，用于执行该链表的最后一个节点
        final Node<E> l = last;
　　　　 // 创建一个新的节点
        final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
　　　　　// 默认添加节点是将节点添加到尾端，所以需要将链表的实例变量last执行新添加的节点
        last = newNode;
　　　　 // 如果链表原先没有节点，则将前驱后驱都指向自己
        if (l == null)
            first = newNode;
        else
            l.next = newNode;
        size++;
        modCount++;
    }

add(int index, E element)源码分析

　　public void add(int index, E element) {
　　　　 // 检查索引是否越界
        checkPositionIndex(index);
　　　　 // 如果索引跟链表尺寸一样，则添加到链表尾端，否则根据索引位置执行linkBefore方法
        if (index == size)
            linkLast(element);
        else
            linkBefore(element, node(index));
    }

 

　　void linkBefore(E e, Node<E> succ) {
　　　　　// 双端链表插入原理就是打破原来的前驱与后驱指向，将新加入的成员插入到中间，假设a.next = b, b.pre = a，由于新节点c的插入，所以会变成a.next = c, c.pre = a, c.next = b, b.pre = c
        final Node<E> pred = succ.prev;
        final Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, succ);
        succ.prev = newNode;
        if (pred == null)
            first = newNode;
        else
            pred.next = newNode;
        size++;
        modCount++;
    } 

addAll(Collection c)源码分析

　　public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
        return addAll(size, c);
    }

　　public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
        // 检查索引是否越界
        checkPositionIndex(index);
        
 　　　　// 将新添加的集合转化为数组对象
        Object[] a = c.toArray();
        int numNew = a.length;
        if (numNew == 0)
            return false;
        
　　　　 // 根据插入的位置确定前驱与被顶替位置的节点　　
        Node<E> pred, succ;
        // index == size则代表从尾端插入
        if (index == size) {
            succ = null;
            pred = last;
        } else {
            succ = node(index);
            pred = succ.prev;
        }
        // 遍历数组执行插入操作
        for (Object o : a) {
            @SuppressWarnings("unchecked") E e = (E) o;
            // 新插入节点，前驱为被索引对应的被顶替节点的前驱
            Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, null);
            // 如果前驱为null，则指向自身，否则前驱节点的后驱指向当前新建的节点，相当于构建了新插入节点与前驱节点的指向关系
            if (pred == null)
                first = newNode;
            else
                pred.next = newNode;
            // 即将进入下一个循环，所以需要将pred对象指向到新插入的节点,作为下一个插入节点的前驱指向
            pred = newNode;
        }
　　　　　// 插入完集合中所有的对象后，需要把之前被打破的后驱链路连接起来，也就是之前的succ对象，代表index索引对应的对象　
        if (succ == null) {
            last = pred;
        } else {
            pred.next = succ;
            succ.prev = pred;
        }

        size += numNew;
        modCount++;
        return true;
    }

get(int index)源码分析

　　public E get(int index) {
        checkElementIndex(index);
        return node(index).item;
    }

　　/**
　　* 根据索引找到对应节点，假设链表比较长，查找节点时需要遍历链表，通过节点的后驱找到下一个节点，再通过下一个节点的后驱找到下下个节点，所以如果在数据量比较大的情况下，链表不适合做查找操作
　　**/
　　Node<E> node(int index) {
        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;
        }
    }

contains(Object o)源码分析

　　public boolean contains(Object o) {
        return indexOf(o) != -1;
    }
   
　　/**
    * 遍历列表，判断节点中的值与查找对象是否相同，返回索引位置
   /**
　　public int indexOf(Object o) {
        int index = 0;
        if (o == null) {
            for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
                if (x.item == null)
                    return index;
                index++;
            }
        } else {
            for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
                if (o.equals(x.item))
                    return index;
                index++;
            }
        }
        return -1;
    }

remove()方法源码分析

　　public E remove() {
　　　　　// 默认移除链表第一个节点　
        return removeFirst();
    }
　
　　public E removeFirst() {
        final Node<E> f = first;
        if (f == null)
            throw new NoSuchElementException();
        return unlinkFirst(f);
    }
   /**
   * 移除原理与插入原理是一致的，都是打破链表原来的前驱与后驱的指向，只是把插入操作反过来执行而已
   **/
　　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;
    }