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LinkedList源码分析

 dxw121 2016-09-08

LinkedList介绍

JangGwa带你再熟悉一下LinkedList,首先简单介绍下LinkedList。

1.基于双向链表实现,链表无容量限制。

2.LinkedList是非线程安全的。

3.实现了List接口,实现了get(int location)、remove(int location)等根据索引值来获取、删除节点的函数。

4.实现了Deque接口,可以将LinkedList当做双端队列使用

5.实现了Cloneable接口,能被克隆

6.实现了Serializable接口,支持序列化

LinkedList源码解析

LinkedList继承了AbstractSequentialList并实现了List,Deque, Cloneable, java.io.Serializable 接口,上面做了相应的介绍就不再阐述了。关键我们看两个重要的属性headersize

header:双向链表的表头,它是双向链表节点所对应的类Entry的实例。Entry中包含成员变量: previous, next, element。其中,previous是该节点的上一个节点,next是该节点的下一个节点,element是该节点所包含的值。

size:双向链表中节点的个数

public class LinkedList<E> extends AbstractSequentialList<E> implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable { // 链表的表头,表头不包含任何数据。Entry是个链表类数据结构。 private transient Entry<E> header = new Entry<E>(null, null, null); // LinkedList中元素个数 private transient int size = 0; // 默认构造函数:创建一个空的链表 public LinkedList() { header.next = header.previous = header; } // 包含“集合”的构造函数:创建一个包含“集合”的LinkedList public LinkedList(Collection<? extends E> c) { this(); addAll(c); }

双向链表的节点所对应的数据结构

private static class Entry<E> { // 当前节点所包含的值 E element; // 下一个节点 Entry<E> next; // 上一个节点 Entry<E> previous; Entry(E element, Entry<E> next, Entry<E> previous) { this.element = element; this.next = next; this.previous = previous; } }

获取链表指定位置节点

将index与长度size的一半比较,如果index<size/2,就只从位置0往后遍历到位置index处,而如果index>size/2,就只从位置size往前遍历到位置index处。

private Entry<E> entry(int index) { if (index < 0 || index >= size) throw new IndexOutOfBoundsException('Index: ' index ', Size: ' size); Entry<E> e = header; // 获取index处的节点。 // 若index < 双向链表长度的1/2,则从前先后查找; // 否则,从后向前查找。 if (index < (size >> 1)) { for (int i = 0; i <= index; i ) e = e.next; } else { for (int i = size; i > index; i--) e = e.previous; } return e; }

get()和set()

// 返回LinkedList指定位置的元素 public E get(int index) { return entry(index).element; } // 设置index位置对应的节点的值为element public E set(int index, E element) { Entry<E> e = entry(index); E oldVal = e.element; e.element = element; return oldVal; }

添加

// 将e添加到当前节点的前面 public void add(E e) { checkForComodification(); lastReturned = header; addBefore(e, next); nextIndex ; expectedModCount ; } // 将元素添加到LinkedList的起始位置 public void addFirst(E e) { addBefore(e, header.next); } // 将元素添加到LinkedList的结束位置 public void addLast(E e) { addBefore(e, header); } // 将元素(E)添加到LinkedList中 public boolean add(E e) { // 将节点(节点数据是e)添加到表头(header)之前。 // 即,将节点添加到双向链表的末端。 addBefore(e, header); return true; }

删除

// 从LinkedList中删除元素(o) public boolean remove(Object o) { if (o==null) { // 若o为null的删除情况 for (Entry<E> e = header.next; e != header; e = e.next) { if (e.element==null) { remove(e); return true; } } } else { // 若o不为null的删除情况 for (Entry<E> e = header.next; e != header; e = e.next) { if (o.equals(e.element)) { remove(e); return true; } } } return false; } // 将节点从链表中删除 private E remove(Entry<E> e) { if (e == header) throw new NoSuchElementException(); E result = e.element; e.previous.next = e.next; e.next.previous = e.previous; e.next = e.previous = null; e.element = null; size--; modCount ; return result; }

清空LinkedList

// 清空双向链表 public void clear() { Entry<E> e = header.next; // 从表头开始,逐个向后遍历;对遍历到的节点执行一下操作: // (01) 设置前一个节点为null // (02) 设置当前节点的内容为null // (03) 设置后一个节点为“新的当前节点” while (e != header) { Entry<E> next = e.next; e.next = e.previous = null; e.element = null; e = next; } header.next = header.previous = header; // 设置大小为0 size = 0; modCount ; }

克隆

public Object clone() { LinkedList<E> clone = null; // 克隆一个LinkedList克隆对象 try { clone = (LinkedList<E>) super.clone(); } catch (CloneNotSupportedException e) { throw new InternalError(); } // 新建LinkedList表头节点 clone.header = new Entry<E>(null, null, null); clone.header.next = clone.header.previous = clone.header; clone.size = 0; clone.modCount = 0; // 将链表中所有节点的数据都添加到克隆对象中 for (Entry<E> e = header.next; e != header; e = e.next) clone.add(e.element); return clone; }

总结

  • LinkedList的实现是基于双向循环链表的。有一个重要的内部类:Entry,是双向链表节点所对应的数据结构。
  • 不存在容量不足的问题。
  • LinkedList是基于链表实现的,因此插入删除效率高,查找效率低
  • LinkedList的克隆函数,即是将全部元素克隆到一个新的LinkedList对象中。
  • LinkedList实现java.io.Serializable。当写入到输出流时,先写入“容量”,再依次写入“每一个节点保护的值”;当读出输入流时,先读取“容量”,再依次读取“每一个元素”。

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