面试专辑——LinkedList源码剖析

DogJay 2019-02-04 后端技术 88人已围观

## LinkedList简介 LinkedList是基于双向循环链表(从源码中可以很容易看出)实现的,除了可以当作链表来操作外,它还可以当作栈,队列和双端队列来使用。 LinkedList同样是非线程安全的,只在单线程下适合使用。 LinkedList实现了Serializable接口,因此它支持序列化,能够通过序列化传输,实现了Cloneable接口,能被克隆。 ## LinkedList源码剖析 LinkedList的源码如下(加入了比较详细的注释) ``` package java.util; public class LinkedList extends AbstractSequentialList implements List, Deque, 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 header = new Entry(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 c) { this(); addAll(c); } // 获取LinkedList的第一个元素 public E getFirst() { if (size==0) throw new NoSuchElementException(); // 链表的表头header中不包含数据。 // 这里返回header所指下一个节点所包含的数据。 return header.next.element; } // 获取LinkedList的最后一个元素 public E getLast() { if (size==0) throw new NoSuchElementException(); // 由于LinkedList是双向链表;而表头header不包含数据。 // 因而,这里返回表头header的前一个节点所包含的数据。 return header.previous.element; } // 删除LinkedList的第一个元素 public E removeFirst() { return remove(header.next); } // 删除LinkedList的最后一个元素 public E removeLast() { return remove(header.previous); } // 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); } // 判断LinkedList是否包含元素(o) public boolean contains(Object o) { return indexOf(o) != -1; } // 返回LinkedList的大小 public int size() { return size; } // 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; } // 从LinkedList中删除元素(o) // 从链表开始查找,如存在元素(o)则删除该元素并返回true; // 否则,返回false。 public boolean remove(Object o) { if (o==null) { // 若o为null的删除情况 for (Entry 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 = header.next; e != header; e = e.next) { if (o.equals(e.element)) { remove(e); return true; } } } return false; } // 将“集合(c)”添加到LinkedList中。 // 实际上,是从双向链表的末尾开始,将“集合(c)”添加到双向链表中。 public boolean addAll(Collection c) { return addAll(size, c); } // 从双向链表的index开始,将“集合(c)”添加到双向链表中。 public boolean addAll(int index, Collection c) { if (index < 0 || index > size) throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index+ ", Size: "+size); Object[] a = c.toArray(); // 获取集合的长度 int numNew = a.length; if (numNew==0) return false; modCount++; // 设置“当前要插入节点的后一个节点” Entry successor = (index==size ? header : entry(index)); // 设置“当前要插入节点的前一个节点” Entry predecessor = successor.previous; // 将集合(c)全部插入双向链表中 for (int i=0; i e = new Entry((E)a[i], successor, predecessor); predecessor.next = e; predecessor = e; } successor.previous = predecessor; // 调整LinkedList的实际大小 size += numNew; return true; } // 清空双向链表 public void clear() { Entry 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 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++; } // 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 = entry(index); E oldVal = e.element; e.element = element; return oldVal; } // 在index前添加节点,且节点的值为element public void add(int index, E element) { addBefore(element, (index==size ? header : entry(index))); } // 删除index位置的节点 public E remove(int index) { return remove(entry(index)); } // 获取双向链表中指定位置的节点 private Entry entry(int index) { if (index < 0 || index >= size) throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index+ ", Size: "+size); Entry 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; } // 从前向后查找,返回“值为对象(o)的节点对应的索引” // 不存在就返回-1 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; } // 从后向前查找,返回“值为对象(o)的节点对应的索引” // 不存在就返回-1 public int lastIndexOf(Object o) { int index = size; if (o==null) { for (Entry e = header.previous; e != header; e = e.previous) { index--; if (e.element==null) return index; } } else { for (Entry e = header.previous; e != header; e = e.previous) { index--; if (o.equals(e.element)) return index; } } return -1; } // 返回第一个节点 // 若LinkedList的大小为0,则返回null public E peek() { if (size==0) return null; return getFirst(); } // 返回第一个节点 // 若LinkedList的大小为0,则抛出异常 public E element() { return getFirst(); } // 删除并返回第一个节点 // 若LinkedList的大小为0,则返回null public E poll() { if (size==0) return null; return removeFirst(); } // 将e添加双向链表末尾 public boolean offer(E e) { return add(e); } // 将e添加双向链表开头 public boolean offerFirst(E e) { addFirst(e); return true; } // 将e添加双向链表末尾 public boolean offerLast(E e) { addLast(e); return true; } // 返回第一个节点 // 若LinkedList的大小为0,则返回null public E peekFirst() { if (size==0) return null; return getFirst(); } // 返回最后一个节点 // 若LinkedList的大小为0,则返回null public E peekLast() { if (size==0) return null; return getLast(); } // 删除并返回第一个节点 // 若LinkedList的大小为0,则返回null public E pollFirst() { if (size==0) return null; return removeFirst(); } // 删除并返回最后一个节点 // 若LinkedList的大小为0,则返回null public E pollLast() { if (size==0) return null; return removeLast(); } // 将e插入到双向链表开头 public void push(E e) { addFirst(e); } // 删除并返回第一个节点 public E pop() { return removeFirst(); } // 从LinkedList开始向后查找,删除第一个值为元素(o)的节点 // 从链表开始查找,如存在节点的值为元素(o)的节点,则删除该节点 public boolean removeFirstOccurrence(Object o) { return remove(o); } // 从LinkedList末尾向前查找,删除第一个值为元素(o)的节点 // 从链表开始查找,如存在节点的值为元素(o)的节点,则删除该节点 public boolean removeLastOccurrence(Object o) { if (o==null) { for (Entry e = header.previous; e != header; e = e.previous) { if (e.element==null) { remove(e); return true; } } } else {