LinkedList源码解析

科技 07-07 来源：努力成为键盘侠

1.概述

LinkedList同时实现了List接口和Deque接口，也就是说它既可以看作一个顺序容器，又可以看作一个队列(Queue)，同时又可以看作一个栈(Stack)。

2.类图

LinkedList类图

3.属性

transient int size = 0;
/**
 * first始终不变：
 * 1、集合没有元素：first == null && last == null
 * 2、集合添加了元素：first.prev == null && first.item != null
 */
transient Node first;

/**
 * last始终不变：
 * 1、集合没有元素：first == null && last == null
 * 2、集合添加了元素：(last.next == null && last.item != null)
 */
transient Node last;

private static class Node {
    E item;
    Node next;
    Node prev;

    Node(Node prev, E element, Node next) {
        this.item = element;
        this.next = next;
        this.prev = prev;
    }
}

4.无参构造

/**
 * 构造一个空集合
 */
public LinkedList() {
}

5.添加元素

5.1 添加元素

//添加元素到链表末尾
public boolean add(E e) {
    linkLast(e);
    return true;
}
/**
 * first  last
 * first a b last
 *
 */
void linkLast(E e) {
    final Node l = last;
    //创建节点
    final Node newNode = new Node<>(l, e, null);
    //last始终指向尾节点
    last = newNode;
    //首次添加元素
    if (l == null)
        //first始终指向头节点
        first = newNode;
    else
        l.next = newNode;
    size++;
    modCount++;
}
private static class Node {
    E item;
    Node next;
    Node prev;

    Node(Node prev, E element, Node next) {
        this.item = element;
        this.next = next;
        this.prev = prev;
    }
}

5.2 指定位置添加元素

public void add(int index, E element) {
    checkPositionIndex(index);
    //如果index=size,直接在末尾添加，等同于add(e)方法
    if (index == size)
        linkLast(element);
    else
        linkBefore(element, node(index));
}
/**
 * 返回需要修改节点的位置
 */
Node node(int index) {
       //根据当前添加元素的位置判断是从头开始找还是尾开始找
    if (index < (size >> 1)) {
        Node x = first;
        for (int i = 0; i < index; i++)
            x = x.next;
        return x;
    } else {
        Node x = last;
        for (int i = size - 1; i > index; i--)
            x = x.prev;
        return x;
    }
}
/**
 * 将前一个节点next->newNode
 * 将后一个节点pre->newNode
 */
void linkBefore(E e, Node succ) {
    // assert succ != null;
    final Node pred = succ.prev;
    final Node newNode = new Node<>(pred, e, succ);
    succ.prev = newNode;
    if (pred == null)
        first = newNode;
    else
        pred.next = newNode;
    size++;
    modCount++;
}

add操作

6. 获取元素

6.1 获取第一个元素

public E getFirst() {
    final Node f = first;
    if (f == null)
        throw new NoSuchElementException();
    return f.item;
}

6.2 获取最后一个元素

public E getLast() {
    final Node l = last;
    if (l == null)
        throw new NoSuchElementException();
    return l.item;
}

7 移除元素

public boolean remove(Object o) {
    if (o == null) {
        for (Node x = first; x != null; x = x.next) {
            if (x.item == null) {
                unlink(x);
                return true;
            }
        }
    } else {
        for (Node x = first; x != null; x = x.next) {
            if (o.equals(x.item)) {
                unlink(x);
                return true;
            }
        }
    }
    return false;
}
E unlink(Node x) {
    // assert x != null;
    final E element = x.item;
    final Node next = x.next;
    final Node 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;
}