Java集合源碼分析之LikedList
一、LinkedList結構
LinkedList是一種可以在任何位置進行高效地插入和移除操作的有序序列,它是基於雙向鏈表實現的。
LinkedList 是一個繼承於AbstractSequentialList的雙向鏈表。它也可以被當作堆棧、隊列或雙端隊列進行操作。
LinkedList 實現 List 接口,能對它進行隊列操作。
LinkedList 實現 Deque 接口,即能將LinkedList當作雙端隊列使用。
LinkedList 實現了Cloneable接口,即覆蓋了函數clone(),能克隆。
LinkedList 實現java.io.Serializable接口,這意味著LinkedList支持序列化,能通過序列化去傳輸。
LinkedList 是非同步的。
二、源碼說明
1.LikedList屬性
//LinkedList的屬性非常簡單,一個頭結點、一個尾結點、一個表示鏈表中實際元素個數的變量。 //註意,頭結點、尾結點都有transient關鍵字修飾,這也意味著在序列化時該域是不會序列化的。 //元素個數 transient int size = 0; //頭結點 transient Node<E> first; //尾節點 transient Node<E> last;
2.構造函數
public LinkedList() { }public LinkedList(Collection<? extends E> c) { this(); addAll(c); }
LinkedList沒有長度的概念,所以不存在容量不足的問題,因此不需要提供初始化大小的構造方法,因此只提供了兩個方法,一個是無參構造方法,初始一個LinkedList對象,一個是將指定的集合元素轉化為LinkedList構造方法。
3.添加方法 add()
public boolean add(E e) { linkLast(e); return true; }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++; modCount++; }
添加方法默認是添加到LinkedList的尾部,首先將last指定的節點賦值給l節點,然後新建節點newNode ,此節點的前驅指向l節點,data = e , next = null , 並將新節點賦值給last節點,它成為了最後一個節點,根據當前List是否為空做出相應的操作。若不為空將l的後繼指針修改為newNodw。 size +1 , modCount+1
4.刪除方法
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; }
刪除方法,先循環遍歷列表,找到item == o 的節點,在調用unlink()方法刪除
5.查詢 get(index)
//獲取指定位置的元素 public E get(int index) { checkElementIndex(index); return node(index).item; } //返回指定位置的節點信息, //LikedList無法隨機訪問,只能通過遍歷的方式找到相應的結點 //為了提高效率,當前位置首先和元素的中間位置開始判斷,小於中間位置 //從頭結點開始遍歷,大於中間位置從尾結點開始遍歷 Node<E> node(int index) { // assert isElementIndex(index); 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; } }
三、內部類介紹
在LinkedList中除了有一個Node的內部類外,應該還能看到另外兩個內部類,那就是ListItr,還有一個是DescendingIterator。
1.ListItr內部類
- 看到方法名之後,就發現不止有向後叠代的方法,還有向前叠代的方法,所以我們就知道了這個ListItr這個內部類幹嘛用的了,就是能讓linkedList不光能像後叠代,也能向前叠代。
- 看一下ListItr中的方法,可以發現,在叠代的過程中,還能移除、修改、添加值得操作。
2.DescendingIterator內部類
//看一下這個類,還是調用的ListItr,作用是封裝一下Itr中幾個方法,讓使用者以正常的思維去寫代碼,例如,在從後往前遍歷的時候,
//也是跟從前往後遍歷一樣,使用next等操作,而不用使用特殊的previous。 private class DescendingIterator implements Iterator<E> { private final ListItr itr = new ListItr(size()); public boolean hasNext() { return itr.hasPrevious(); } public E next() { return itr.previous(); } public void remove() { itr.remove(); } }
四、總結
- LinkedList是一個功能很強大的類,可以被當作List集合,雙端隊列和棧來使用。linkedList本質上是一個雙向鏈表,通過一個Node內部類實現的這種鏈表結構。
- 能存儲null值,在查找和刪除某元素時,源碼中都劃分為該元素為null和不為null兩種情況來處理,LinkedList中允許元素為null。
- 在實現的接口中,應該註意到沒有RandomAccess:那麽就推薦使用iterator,在其中就有一個foreach,增強的for循環,其中原理也就是iterator,我們在使用的時候,使用foreach或者iterator都可以。
- LikedList是順序存取結構(註意和隨機存取結構兩個概念搞清楚)
- LinkedList在1.8版本有添加了一點新的內容,添加了一個static final 修飾的內部類LLSpliterator 並實現了Spliterator ,
- LinkedList底層使用鏈表來保存集合中的元素,因此隨機訪問的性能較差,但是插入刪除時性能非常的出色。
參考
https://www.cnblogs.com/zhangyinhua/p/7688304.html
https://my.oschina.net/90888/blog/1625505
Java集合源碼分析之LikedList