《JAVA1.8源码分析》：LinkedList

LinkedList源码分析

继承结构

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

LinkedList继承了AbstractSequentialList接口，实现了List，Deque，Cloneable和Serializable接口，没有继承randomAccess，所有需要遍历访问。实现了Deque接口，则LinkedList类也具有双端队列的特性。

属性

//LinkedList对象实例的大小
1. transient int size = 0;
//头指针：指向LinkedList中的第一个元素
2. transient Node<E> first;
//尾指针：指向LinkedList中的最后一个元素
3. transient Node<E> last;

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;
        }
    }

Node只定义了存储的元素、前一个元素的指向、后一个元素的指向，这就是双向链表的节点的定义，每个节点只知道自己的前一个节点和后一个节点。

构造函数

//构造一个空链表。
 public LinkedList() {
    }

public LinkedList(Collection<? extends E> c) {
        //调用无参构造方法构造一个空的链表
        this();
        addAll(c);
    }

addAll函数

public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
        //直接调用另一个函数
        return addAll(size, c);
    }

public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
        //检查位置是否合法
        checkPositionIndex(index);

        //转为数组
        Object[] a = c.toArray();
        int numNew = a.length;
        if (numNew == 0)
            return false;

        Node<E> pred, succ;
        //判断是否为尾结点
        if (index == size) {
            succ = null;
            pred = last;
        } else {
            succ = node(index);
            pred = succ.prev;
        }

        //将所有元素加入在pre指向之后
        for (Object o : a) {
            //类型转化
            @SuppressWarnings("unchecked") E e = (E) o;
            //创建新结点
            Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, null);
            //如果是首节点，则设置first
            if (pred == null)
                first = newNode;
            else
                pred.next = newNode;
            pred = newNode;
        }
         /*
        在尾结点加入时，pred所指向的就是last的位置，
        否则，则将pred与succ的指向要进行连接起来。
        */
        if (succ == null) {
            last = pred;
        } else {
            pred.next = succ;
            succ.prev = pred;
        }

        size += numNew;
        modCount++;//增加修改次数
        return true;
    }    

//根据位置得到对应的结点
Node<E> node(int index) {
        // assert isElementIndex(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;
        }
    }

此函数的功能：返回LinkedList对象中指定位置index处的非空结点。源码的实现比较简单，就是将index与链表的中心点的位置进行比较，然后从离得近的一段来进行搜索，得到我们想到的位置的节点。这样的好处相比我们从头搜索到尾可以更快的得到，这样方便提高性能。

add函数

//将元素添加到最后
public boolean add(E e) {
        linkLast(e);
        return true;
    }

//将元素添加到最后    
void linkLast(E e) {
        final Node<E> l = last;
        final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
        last = newNode;
        if (l == null)
            first = newNode;
        else
            l.next = newNode;
        size++;
        modCount++;
    }

//指定位置添加元素
public void add(int index, E element) {
        checkPositionIndex(index);

        if (index == size)
            linkLast(element);
        else
            linkBefore(element, node(index));
    }

 //在某个结点之前插入结点
 void linkBefore(E e, Node<E> succ) {
        // assert succ != null;
        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++;
    }

remove函数
remove提供了removeFirst，removeLast，和remove三个方法

//removeFirst
public E removeFirst() {
        final Node<E> f = first;
        if (f == null)
            throw new NoSuchElementException();
        return unlinkFirst(f);
    }
//移除首节点
private E unlinkFirst(Node<E> f) {
        // assert f == first && f != null;
        final E element = f.item;
        //找到next结点
        final Node<E> next = f.next;
        f.item = null;
        f.next = null; // help GC
        //next结点为首节点
        first = next;
        //判断是否只有一个首节点
        if (next == null)
            last = null;
        else
            next.prev = null;
        size--;
        modCount++;
        return element;
    }

removeLast 类似就不分析了

//根据结点来删除
 public boolean remove(Object o) {
         //遍历查询结点，分为null和普通情况
         //因为equals（null）会直接返回false
        if (o == null) {
            for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
                if (x.item == null) {
                    unlink(x);
                    return true;
                }
            }
        } else {
            for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
                if (o.equals(x.item)) {
                    unlink(x);
                    return true;
                }
            }
        }
        return false;
    }
//根据坐标删除
public E remove(int index) {
        checkElementIndex(index);
        return unlink(node(index));
    }

//删除某个节点具体实现
E unlink(Node<E> x) {
        // assert x != null;
        final E element = x.item;
        final Node<E> next = x.next;
        final Node<E> prev = x.prev;

        if (prev == null) {
            first = next;
        } else {
            prev.next = next;
            x.prev = null;
        }

        if (next == null) {
            last = prev;
        } else {
            next.prev = prev;
            x.next = null;
        }

        x.item = null;
        size--;
        modCount++;
        return element;
    }

get函数

//直接调用node函数即可
public E get(int index) {
        checkElementIndex(index);
        return node(index).item;
    }

set函数

 public E set(int index, E element) {
        checkElementIndex(index);
        //找到结点
        Node<E> x = node(index);
        E oldVal = x.item;
        //修改结点的值
        x.item = element;
        //返回老结点
        return oldVal;
    }

小结
关于LinkedList类的代码实现，首先我们要知道的值LinkedList就是一个双向链表。有前后两个指针来遍历整个双向链表。关于add、set、get函数的内部实现 和我们在学习算法的时候写关于 删除链表节点以及添加链表节点的思想类似，因此看这个的源码会感觉思路相当的清晰、简单。