工作快一年了,近期打算研究一下JDK的源码,也就因此有了死磕java系列
public class LinkedList<E> extends AbstractSequentialList<E> implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable { transient int size = 0; /** * 指向头指针的节点. * transient关键字扫盲,在实现Serilizable接口后, * 将不需要序列化的属性前添加关键字transient, * 序列化对象的时候,这个属性就不会序列化到指定的目的地中 */ transient Node<E> first; /** * 指向尾节点。 */ transient Node<E> last; /** * 构造方法的空实现。 */ public LinkedList() { } /** * 按照集合迭代器返回的顺序构造包含指定集合元素的列表。 */ public LinkedList(Collection<? extends E> c) { this(); addAll(c); } /** * 链表的节点,私有实现。 */ private static class Node<E> { E item; Node<E> next; // 链表的后继节点 Node<E> prev; // 链表的前驱节点 Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) { this.item = element; this.next = next; this.prev = prev; } } }
我们主要看研究一下下面的几个方法,LinkedList其他方法都是通过调用这几个方法来实现功能,包括LinkedList的双端队列的方法也是。
/** * 在链表头部插入元素. */ private void linkFirst(E e) { final Node<E> f = first; final Node<E> newNode = new Node<>(null, e, f); first = newNode; if (f == null) last = newNode; else f.prev = newNode; size++; modCount++; } /** * 在链表尾部插入元素. */ 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++; // 链表防止并发下被修改的快速失败策略 modCount++; } /** * 在指定节点前面插入元素. */ 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++; } /** * 移除链表的头部元素. */ 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 将元素置为空,让jvm在gc时回收资源 first = next; if (next == null) last = null; else next.prev = null; size--; modCount++; return element; } /** * 移除链表的尾部元素. */ private E unlinkLast(Node<E> l) { // assert l == last && l != null; final E element = l.item; final Node<E> prev = l.prev; l.item = null; l.prev = null; // help GC last = prev; if (prev == null) first = null; else prev.next = null; size--; modCount++; return element; } /** * 移除某一个节点元素. */ 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; } /** * 通过indexOf方法来定位给定的元素,若LinkedList中存在元素则返回该元素对应的index, * 反之返回-1. */ public boolean contains(Object o) { return indexOf(o) != -1; } /** * 在链表尾部追加元素. */ public boolean add(E e) { linkLast(e); return true; } /** * 移除链表中的指定元素,分两种情况进行处理,当元素为空时与元素不为空时,时间复杂度为O(n). */ public boolean remove(Object o) { 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; } /** * 将一个集合的所有元素追加到链表的尾部. */ public boolean addAll(Collection<? extends E> c) { return addAll(size, c); } /** * 将指定集合中的所有元素插入到该列表中,从指定位置开始。将当前在该位置的元素(如果有的话) * 和任何后续元素向右移动(增加它们的索引)。新元素将以指定集合的迭代器返回的顺序出现在列表中。 */ public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) { checkPositionIndex(index); Object[] a = c.toArray(); int numNew = a.length; if (numNew == 0) return false; Node<E> pred, succ; if (index == size) { succ = null; pred = last; } else { succ = node(index); pred = succ.prev; } for (Object o : a) { @SuppressWarnings("unchecked") E e = (E) o; Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, null); if (pred == null) first = newNode; else pred.next = newNode; pred = newNode; } if (succ == null) { last = pred; } else { pred.next = succ; succ.prev = pred; } size += numNew; modCount++; return true; } /** * 清空链表. */ public void clear() { // Clearing all of the links between nodes is "unnecessary", but: // - helps a generational GC if the discarded nodes inhabit // more than one generation // - is sure to free memory even if there is a reachable Iterator for (Node<E> x = first; x != null; ) { Node<E> next = x.next; x.item = null; x.next = null; x.prev = null; x = next; } first = last = null; size = 0; modCount++; } // Positional Access Operations 以下是位置访问操作 /** * 获取链表中对应索引的节点,时间复杂度为O(n) */ public E get(int index) { // 检查index是否越界 checkElementIndex(index); return node(index).item; } /** * 更新对应index的元素,并返回旧值,时间复杂度为O(n). */ public E set(int index, E element) { checkElementIndex(index); Node<E> x = node(index); E oldVal = x.item; x.item = element; return oldVal; } /** * 在指定索引添加元素,时间复杂度为O(1). */ public void add(int index, E element) { checkPositionIndex(index); if (index == size) linkLast(element); else linkBefore(element, node(index)); } /** * 移除指定索引的元素,时间复杂度为O(1). */ public E remove(int index) { checkElementIndex(index); return unlink(node(index)); } /** * 查找指定index位置的元素. */ Node<E> node(int index) { // assert isElementIndex(index); // 在查找对应index位置的元素的时候,java开发人员做了一层优化 // 当index大于size的一半时从前向后查 // 当index小于size的一半时从后向前查 // 这样的话时间复杂度就变成了index/2 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; } } // Search Operations /** * 查找指定元素的index,从前向后查 */ 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; } /** * 查找指定元素的index,从后向前查 */ public int lastIndexOf(Object o) { int index = size; if (o == null) { for (Node<E> x = last; x != null; x = x.prev) { index--; if (x.item == null) return index; } } else { for (Node<E> x = last; x != null; x = x.prev) { index--; if (o.equals(x.item)) return index; } } return -1; }