摘要:类定义是接口的简化版,支持按次序访问,支持随机访问。否则将原尾节点的尾指针指向。在某结点之前插入元素。根据索引随机访问,为方法的真正实现。总结其实只要你对双向链表结构比较熟悉,那源码读起来就会很轻松。
linkedlist简单介绍(jdk1.8)
linkedlist的底层结构是线性表的双向链表,每个节点包括两个指针域(一个指向前驱结点,一个指向后继结点)和一个数据域,因为双指针域的独特结构,所以其拥有增删快和存取慢的特点。链表结构不需要预分配存储空间,增加新的结点再去内存中申请即可,不会造成内存浪费和碎片化。
类定义AbstractSequentialList是List接口的简化版,支持按次序访问,abstractList支持随机访问。
list接口许多常用的基础方法,如set,get,indexof,remove等
Deque是一个双端队列接口,提供了类似栈、队列,push,pop,peek的方法
Cloneable代表可以被复制
Serializable代表可以被序列化
public class LinkedListextends AbstractSequentialList implements List , Deque , Cloneable, java.io.Serializable
和Arraylist一样,linkedlist也是一个非线程安全的集合,只能在单线程环境下使用。若想获得一个线程安全的linkedlist可以使用:
List类属性
transient int size = 0;
transient Nodefirst;
transient Nodelast;
size:双向链表中节点的个数
first:指向链表的首结点
last:指向链表的尾结点
public LinkedList() {} public LinkedList(Collection extends E> c) { this(); addAll(c); }
构造函数只有两个,第一个非常简单,构造一个空的linkedList。第二个有参构造就是所有Collection下的子类都通过toArray变为数组,然后通过遍历生成节点插入双向链表中。
核心方法在阅读核心方法之前,我们首先需要了解它的核心内部类Node和ListItr.
Node
链表中的单个结点,具有两个指针域和一个数据域,其结构为:
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; } }
ListItr
AbstractSequentialList定义了抽象方法listIterator,linkedlist实现此方法,并返回迭代器ListItr;其结构为:
private class ListItr implements ListIterator{ private Node lastReturned; private Node next; private int nextIndex; private int expectedModCount = modCount; ListItr(int index) { // assert isPositionIndex(index); next = (index == size) ? null : node(index); nextIndex = index; }
其实迭代器的核心就是游标,如果不清楚迭代器可以自行查询相关原理,lastReturned是游标前的元素,迭代器中修改数据结构的方法操作的都是lastReturned,next就是游标后元素,nextIndex为next的索引,expectedModCount
为父类AbstractList的modCount,因为是线程不安全的类,用来触发fast-fail机制。用来遍历iterator的有hasNext(),next(),hasPrevious(),previous()。通过iterator修改linkedlist的有remove(),set(),add(),操作的都是游标前元素lastReturned,并且会根据modcount来触发fast-fail机制的检验,这些方法的实现依赖于linkedlist的核心方法。 终于说完ListItr,强烈建议你们自己看下源码,接下来让我们一起看下linkedlist的实现:
//将头结点赋值给final f,新建一个新的结点newNode,将newNode定义为头节点。如果f=null,说明此前是个空链表,所以last也定义newNode,否则将原头节点f(现第二个节点)的前指针指向newNode private void linkFirst(E e) { final Nodef = first; final Node newNode = new Node<>(null, e, f); first = newNode; if (f == null) last = newNode; else f.prev = newNode; size++; modCount++; } //将尾结点指向final l,声明一个新的结点newNode(头指针指向尾结点,尾指针指向null),将newNode定义 为新的尾结点。如果l=null,代表原链表没有尾节点(空链表),则将newNode也设为头节点。否则将原尾节点l的尾指针指向newNode。 void linkLast(E e) { final Node l = last; final Node newNode = new Node<>(l, e, null); last = newNode; if (l == null) first = newNode; else l.next = newNode; size++; modCount++; } //在某结点之前插入元素。在AC结点中插入b元素,将b元素生成B结点,将B节点的前指针指向A,后指针指向C,将C的前指针指向B,将A的后指针指向B 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++; } //将结点从链表中分离。 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; }
//根据索引随机访问linkedlist,为get方法的真正实现。 //size右移1位,大致相当于size/2.若index>size/2,则从尾结点向前遍历,否则从头结点向后遍历 Node总结node(int index) { // assert isElementIndex(index); 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; } } public E set(int index, E element) { checkElementIndex(index); Node x = node(index); E oldVal = x.item; x.item = element; return oldVal; } public void add(int index, E element) { checkPositionIndex(index); if (index == size) linkLast(element); else linkBefore(element, node(index)); } //查询o最后一次出现的索引,将o分为两种情况,一种为==null,另一种用equals比较,后序遍历得索引值。 public int lastIndexOf(Object o) { int index = size; if (o == null) { for (Node x = last; x != null; x = x.prev) { index--; if (x.item == null) return index; } } else { for (Node x = last; x != null; x = x.prev) { index--; if (o.equals(x.item)) return index; } } return -1; }
其实只要你对双向链表结构比较熟悉,那linkedlist源码读起来就会很轻松。linkedlist不需要分配存储空间,只要有就可以分配,元素个数也不受限制,在找到指定索引的结点后,进行增删改都是O(1)的操作,效率非常高。在遍历linkedlist的时候,最好使用foreach或者iterator,严禁直接使用get()遍历。
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