LinkedList源码分析
LinkedList是动态数组的另一种实现,底层以双向循环链表为实现基础,它的优势在于可以快速的删除和添加元素,不需要像ArrayList那样移动大量的元素,但对于查找元素需要逐个遍历链表中的元素,进行匹配。所以LinkedList适用于频繁删除和添加元素,较少查找元素的应用场景。
LinkedList内部使用Entry<E>来封装双向循环链表结点.LinkedList头结点的定义:
private transient Entry<E> header = new Entry<E>(null, null, null);
Entry是一个静态内部类,用于描述双向链表的结点
//有三个域:element对象引用或者基本类型的值,也就是结点的data域
// next域指向节点的后继
// previous指向结点的前驱
private static class Entry<E> {
E element;
Entry<E> next;
Entry<E> previous;
Entry(E element, Entry<E> next, Entry<E> previous) {
this.element = element;
this.next = next;
this.previous = previous;
}
}
1.LinkedList构造函数
//LinkedList采用的内部数据结构是双向循环链表,结点使用Entry描述.
//初始化时,将结点的前驱和后续都指向自己(header).形成了循环。
public LinkedList() {
header.next = header.previous = header;
}
2.访问方法-getFirst(),GetLast(),get(int index)
getFirst()方法
//取得双向链表中的第一个元素,也就是header的后继域next域指向的元素
public E getFirst() {
if (size==0)
throw new NoSuchElementException();
return header.next.element;
}
getLast()方法
//取得双向链表的最后一个元素,也就是header前驱动域previous指向的元素.
public E getLast() {
if (size==0)
throw new NoSuchElementException();
return header.previous.element;
}
get(index)方法
//通过下标来查找元素
public E get(int index) {
return entry(index).element;
}
private Entry<E> entry(int index) {
//对于参数index的合法性进行校验
if (index < 0 || index >= size)
throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index+
", Size: "+size);
Entry<E> e = header;
//查找指定位置的双向链表中的节点,从header->next开始算作是0
//如果查找的位置比size/2小,则顺着找,只需要比对一半的元素
if (index < (size >> 1)) {
for (int i = 0; i <= index; i++)
e = e.next;
//如果指定位置比size/2大,则逆着找,从header->previous开始向前查找
//最多,也只需要比对一半的元素。
} else {
for (int i = size; i > index; i--)
e = e.previous;
}
return e;
}
3.remove方法
remove(Entry<E> e)方法,在双向循环链表中删除指定结点e
private E remove(Entry<E> e) {
//如果指定删除的节点,是头结点,则抛出异常,头节点是不可能被删除的.
if (e == header)
throw new NoSuchElementException();
/*********************************
* |--next---->| ----next--->|
* [P] [e] [N]
* |<---pre----|<----pre-----|
**********************************/
//将在e前驱和后继之间,剔出对e的关联
E result = e.element;
e.previous.next = e.next;
e.next.previous = e.previous;
//小心的释放当前被删除节点持有的关于其它节点的引用
e.next = e.previous = null;
e.element = null;
size--;
modCount++;
return result;
}
由remove(Entry<E> e)方法衍生出removeFirst(Entry<E> e)和removeLast(Entry<E> e)
removeFirst()方法+removeLast()方法
//删除链表第一个元素,也就是header的后继
public E removeFirst() {
return remove(header.next);
}
//删除链表的最后一个元素,也就是header的前驱
public E removeLast() {
return remove(header.previous);
}
remove(Object o)首先是查找到指定的对象所在的节点,然后调用remove(Entry)
public boolean remove(Object o) {
//对于目标元素是null分开处理
if (o==null) {
for (Entry<E> e = header.next; e != header; e = e.next) {
if (e.element==null) {
remove(e);
return true;
}
}
} else {
for (Entry<E> e = header.next; e != header; e = e.next) {
if (o.equals(e.element)) {
remove(e);
return true;
}
}
}
//如果没有找到目标元素,则返回false
return false;
}
4.add方法
addBefore(E o, Entry<E> e)方法,在e结点和e.previous之间添加添加元素o.
private Entry<E> addBefore(E o, Entry<E> e) {
//在newEntry的构造函数中已经将next,previous指向正确的位置
//Entry(E element, Entry<E> next, Entry<E> previous) {
// this.element = element;
// this.next = next;
// this.previous = previous;
//}
Entry<E> newEntry = new Entry<E>(o, e, e.previous);
//这里还需要更新newEntry前驱节点的next域
//和newEntry后继节点的previous域
newEntry.previous.next = newEntry;
newEntry.next.previous = newEntry;
size++;
modCount++;
return newEntry;
}
由addBefore(E o, Entry<E> e)衍生出addLast(), addFrist()方法
//在双向循环链表头添加元素,也就是header.next和heder之间
public void addFirst(E o) {
addBefore(o, header.next);
}
//在双向循环链表尾添加元素,也就是header和header.previous之间
public void addLast(E o) {
addBefore(o, header);
}
通常的add(E)方法
//直接就将元素存放在header.previous与header之间
public boolean add(E o) {
addBefore(o, header);
return true;
}
5. 查找目标元素位置
//查找指定的元素在链表中的位置,只能是遍历双向循环链表的每个节点,并将节点data取出来比对
//查找元素,如果是查找null,采用==;如果是查找其它对象则使用equals()
public int indexOf(Object o) {
int index = 0;
if (o==null) {
for (Entry e = header.next; e != header; e = e.next) {
if (e.element==null)
return index;
index++;
}
} else {
for (Entry e = header.next; e != header; e = e.next) {
if (o.equals(e.element))
return index;
index++;
}
}
return -1;
}
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