LinkList源码分析

本文深入解析LinkedList类的继承关系,介绍了其成员变量transient关键字的作用,构造函数和get(i)方法,以及如何利用其作为Deque和Stack的功能。重点讨论了序列化与反序列化的处理和链表操作技巧。

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数据结构

底层的数据结构就是双向链表

LinkList的继承关系

一、类的继承关系

public class LinkedList<E>
    extends AbstractSequentialList<E>
    implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable

说明:LinkedList继承AbstractSequentialList抽象父类,实现了List接口(规定了List的操作规范)、Deque(双端队列)、Cloneable(可拷贝)、Serializable(可序列化)。

二、成员变量

 transient int size = 0;
 transient Node<E> first;
 transient Node<E> last;
 
  // 内部类
  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;
        }
   }

成员变量 transient关键字

持有对象的引用
比如,我们创建链表的结点如下。结点中持有前驱结点和后继结点的引用,引用就是对象在内存中的地址值。对于这样的结点形成的链表,我们序列化这个链表后,结点的前序和后继引用都失效了,因为内存地址变了。这种情况下我们需要重新连接链表。

序列化与反序列化

private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s) throws java.io.IOException {
     // 先调用默认的序列化方法
     s.defaultWriteObject();
     
     // 序列化容量
      s.writeInt(size);

   // 只把结点中的值序列化,前序和后继的引用不序列化
    for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next)
        s.writeObject(x.item);
    }
}

@SuppressWarnings("unchecked")
private void readObject(java.io.ObjectInputStream s) throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {
    // 先调用默认的反序列化方法
     s.defaultReadObject();

    // 读容量
     int size = s.readInt();

   // 读取每一个结点保存的值,创建新结点,重新连接链表。
     for (int i = 0; i < size; i++)
         linkLast((E)s.readObject());
    }
}

三、构造函数

public LinkedList() {}

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

四、get(i)方法

public E get(int index) {
   //校验是否越界
   checkElementIndex(index);
   return node(index).item;
}

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;
    }
}

通过 index值,遍历范围 size 的前半/后半。

队列提供方法

Deque

Deque接口定义了在双端队列两端访问元素的方法.

第一个元素(头部)最后一个元素(尾部)
抛出异常特殊值抛出异常特殊值
插入addFirst(e)offerFirst(e)addLast(e)offerLast(e)
移除removeFirst()pollFirst()removeLast()pollLast()
检查getFirst()peekFirst()getLast()peekLast()

Queue

.LinkedList可以作为FIFO(先进先出)的队列,作为FIFO的队列时,下表的方法等价:

队列方法等效方法
add(e)addLast(e)
offer(e)offerLast(e)
remove()removeFirst()
poll()pollFirst()
element()getFirst()
peek()peekFirst()

stack

LinkedList可以作为LIFO(后进先出)的栈,作为LIFO的栈时,下表的方法等价:

栈方法等效方法
push(e)addFirst(e)
pop()removeFirst()
peek()peekFirst()
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