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注意：基于JDK1.8
位置
java.util.LinkedList
介绍
public class LinkedList<E>
extends AbstractSequentialList<E>
implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable
- 刚学Java那会，总有人说ArrayList是由数组实现的，LinkedList是由链表实现的，ArrayList和LinkedList的是有序的,ArrayList根据索引随机查找快，LinkedList添加删除快。
- LinkedList跟ArrayList一样不是线程安全的，当然也可使用Collections.synchronizedList方法包装一下。
- LinkedList中也使用fail-fast机制，不知道的小伙伴可以参考ArrayList的源码分析JDK源码学习（二） ArrayList中的关于fail-fast的介绍
- 下面我们来看看ArrayList的继承体系
如上图所示
LinkedList继承了AbstractSequentialList （只支持按次序访问，而不像 AbstractList 那样支持随机访问）抽象类，实现了Deque（Deque是双端队列，具有栈和队列的性质），cloneable，serializable接口。
源码分析
属性
// 记录了LinkedList的节点数量
transient int size = 0;
/**
* 指向第一个节点
*/
transient Node<E> first;
/**
* 指向最后一个节点
*/
transient Node<E> last;
/**
* 看了第一个节点和最后一个节点都是Node类型，我们来看看None到底是啥
* None是LinkedList的一个私有的内部静态类,代表着一个节点，item代表着存储的数据，next、prev分别代表着前一
* 个节点和后一个节点，从这里可以看出LinkedList是一个双向链表
*/
private static class Node<E> {
E item;
Node<E> next;
Node<E> prev;
Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
this.item = element;
this.next = next;
this.prev = prev;
}
}
构造方法
/**
* 构造一个空列表
*/
public LinkedList() {
}
/**
* 构造一个包含指定集合的元素的列表，按照它们由集合的迭代器返回的顺序，做了两步事情
* 1.调用默认构造函数
* 2. 调用addAll(Collection c)方法，等会看看addAll方法干了啥
*
*/
public LinkedList(Collection<? extends E> c) {
this();
addAll(c);
}
常见方法
添加
/**
* 在双端链表前面添加元素，调用linkFirst方法
*/
public void addFirst(E e) {
linkFirst(e);
}
/**
* 在双端链表尾部添加元素，调用linkLast方法
*/
public void addLast(E e) {
linkLast(e);
}
/**
* 1.这里使用final变量，猜测是为了防止f变量在后面的操作中被重新赋值，后面许多方法中都使用了final变量
* 2. 创建一个新节点有前面的Node内部类可知，将新建的节点的下一个节点指向的头结点
* 3. 如果头结点为空，那么说明只有1个节点，将尾节点也指向新建的节点
* 否则将头结点的前一节点指向新建的节点，建立双向链接
* 4.将LinkedList的节点数量size自增
* 5.将modCount自增
* 这里又看到modCount了，你应该懂得（不懂看ArrayList的分析）
* 不过这里的modCount是继承了其父类的父类AbstractList的
*/
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++;
}
/**
* 链接尾节点，跟linkFirst差不多，不同的是需要将新建的节点与尾节点建立双向链接，之后将尾节点指向新建的节点
*/
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++;
}
/**
* 还记得构造方法中的调用的addAll方法，其实调用的重载方法，实现添加到LinkedList尾部
*/
public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
return addAll(size, c);
}
/**
* 添加集合到LinkedList中，index代表想要添加的位置
* 1.首先判断添加位置是否合适（在>=0 && <= size范围内）
* 2.将想要添加的集合转换为分数组，如果数组长度为0，，则直接返回false
* 3.使用pred和succ来存要插入节点的前一个节点和前一个节点的前一个节点
* 4.循环添加节点到前一个节点的位置，并移动尾节点的指向
* 5.LinkedList节点数量加相应的大小，modCount自增
*/
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;
}
/**
* 判断想要添加的位置是否符合要求，其实调用的是isPositionIndex方法
*/
private void checkPositionIndex(int index) {
if (!isPositionIndex(index))
throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}
/**
* 当位置大于等于0并且位置大小小于等于LinkedList的节点的数量即为符合条件位置
*/
private boolean isPositionIndex(int index) {
return index >= 0 && index <= size;
}
/**
* 添加节点
* 实际上调用的linkLast方法，即在尾部添加节点
*/
public boolean add(E e) {
linkLast(e);
return true;
}
删除
/**
* 删除第一个节点
*
* 我们待会看unlinkFirst方法
*/
public E removeFirst() {
final Node<E> f = first;
if (f == null)
throw new NoSuchElementException();
return unlinkFirst(f);
}
/**
* 删除最后一个节点
* 同样也是为null判断，然后调用unlinkLast方法
*/
public E removeLast() {
final Node<E> l = last;
if (l == null)
throw new NoSuchElementException();
return unlinkLast(l);
}
/**
* 我们来看unlinkFirst方法
* 1.保存头结点的值用于返回，保存头结点的下一个节点
* 2.将传过来的头结点的值和指向下一个节点的变量next的值置为null
* 3.将头结点指向前面保存的头结点的下一个节点
* 4.此时头结点指向next，如果next为空，则代表没有节点了，于是将尾节点也置为null，
* 如果next不为空，则将next的指向前面节点的变量置为null，因为此时next为头结点
* 5.将LinkedList的节点数量size自减,modCount++
* 6.最后返回删除的节点的值
*
*/
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
first = next;
if (next == null)
last = null;
else
next.prev = null;
size--;
modCount++;
return element;
}
/**
* 和unLindLast差不多，差别在于，这次删除的是尾节点
*
*/
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;
}
/**
* 删除值为o的节点
* 分两种情况
* 1.当o为null时，可以看到就是使用循环一直获取下一个节点使用==来判断
* 2.当o部位null时，使用equals来判断，那么如果自定义类，是不是要重写equals方法呢，你懂的，如果没有相等的
* 最后都调用unlink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;
}
/**
* 1.首先保存该节点的值，前一个节点和后一个节点的引用
* 2.判断前一个节点是否为null，如果是则代表是头节点，则头结点指向下一个节点，否则则将该节点的上一个节点的
* next引用，指向该节点的next，将该节点的前一节点引用置为null
* （说白了即是将该节点的前一个节点与该节点断开链接，并重新链接）
* 3.判断下一个节点是否为null，如果是则代表是尾节点，则将尾节点指向该节点的上一节点，否则则将该节点的下一个节
* 点的prev引用，指向该节点的prev，将该节点的下一个都节点的应用置为null
* 4.将节点的值置为null
* 5.将LinkedList的节点数量size自减,modCount++
* 6.返回该节点的值
*/
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;
}
获取
/**
* 获取第一个节点元素
* 如果第一个节点元素为空则抛出NoSuchElementException异常
*/
public E getFirst() {
final Node<E> f = first;
if (f == null)
throw new NoSuchElementException();
return f.item;
}
/**
* 获取最后一个节点
* 如果该节点为空则抛出异常
*/
public E getLast() {
final Node<E> l = last;
if (l == null)
throw new NoSuchElementException();
return l.item;
}
其他重要方法
/**
* 判断是否含有值为o的节点 调用indexOf方法
*/
public boolean contains(Object o) {
return indexOf(o) != -1;
}
/**
* 返回LinkedList节点数量，实际上就是返回size
*/
public int size() {
return size;
}
/**
* 返回值为o的节点在LinkedList第一次出现的位置
* 分两种情况
* 1.当o为null时，可以看到就是使用循环一直获取下一个节点使用==来判断
* 2.当o部位null时，使用equals来判断，那么如果自定义类，是不是要重写equals方法呢，你懂的，如果没有相等的
* 则返回-1
*/
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;
}
/**
* 返回值为o的节点在LinkedList最后一次出现的位置
* 跟indexOf类似，但是循环是从后往前的
*/
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;
}
/**
* 清空LinkedList
* 循环将节点的值，上一个节点的引用，下个节点的引用置为null，同时将头结点和尾节点的引用置为null
* 修改size为0
*/
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++;
}
/**
* clone方法，实际上还是调用了Object的Clone方法，属于浅克隆
*/
public Object clone() {
LinkedList<E> clone = superClone();
// Put clone into "virgin" state
clone.first = clone.last = null;
clone.size = 0;
clone.modCount = 0;
// Initialize clone with our elements
for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next)
clone.add(x.item);
return clone;
}
@SuppressWarnings("unchecked")
private LinkedList<E> superClone() {
try {
return (LinkedList<E>) super.clone();
} catch (CloneNotSupportedException e) {
throw new InternalError(e);
}
}
/**
* 转换为数组方法，就是循环遍历，将节点的值放在数组中
*/
public Object[] toArray() {
Object[] result = new Object[size];
int i = 0;
for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next)
result[i++] = x.item;
return result;
}
队列操作
由于LinkedList继承了Deque，所以自然有一些队列的操作，还有一些双端队列的操作
/**
* 返回第一个节点的值
*/
public E peek() {
final Node<E> f = first;
return (f == null) ? null : f.item;
}
/**
* 返回第一个元素的值，调用getFirst方法，和peek的区别在与当没有节点时peek不会抛出异常返回null
* 而element则会抛出异常
*/
public E element() {
return getFirst();
}
/**
* 删除第一个节点，并返回该节点的值
*/
public E poll() {
final Node<E> f = first;
return (f == null) ? null : unlinkFirst(f);
}
/**
* 删除第一个节点，调用的removeFirst方法
*/
public E remove() {
return removeFirst();
}
/**
* 在尾部添加节点
* 调用add方法
*/
public boolean offer(E e) {
return add(e);
}
// Deque operations
/**
* Inserts the specified element at the front of this list.
*
* @param e the element to insert
* @return {@code true} (as specified by {@link Deque#offerFirst})
* @since 1.6
*/
public boolean offerFirst(E e) {
addFirst(e);
return true;
}
/**
* 在尾部添加节点
*/
public boolean offerLast(E e) {
addLast(e);
return true;
}
/**
* 返回头部节点的值
*/
public E peekFirst() {
final Node<E> f = first;
return (f == null) ? null : f.item;
}
/**
* 返回尾部节点的值
*/
public E peekLast() {
final Node<E> l = last;
return (l == null) ? null : l.item;
}
/**
* 删除头部节点
*/
public E pollFirst() {
final Node<E> f = first;
return (f == null) ? null : unlinkFirst(f);
}
/**
* 删除尾部节点
*/
public E pollLast() {
final Node<E> l = last;
return (l == null) ? null : unlinkLast(l);
}
/**
* 向头部添加节点
*/
public void push(E e) {
addFirst(e);
}
/**
* 删除第一个节点
*/
public E pop() {
return removeFirst();
}
/**
* 删除第一个值为o的节点
*/
public boolean removeFirstOccurrence(Object o) {
return remove(o);
}
/**
* 删除最后一个值为o的节点
*/
public boolean removeLastOccurrence(Object o) {
if (o == null) {
for (Node<E> x = last; x != null; x = x.prev) {
if (x.item == null) {
unlink(x);
return true;
}
}
} else {
for (Node<E> x = last; x != null; x = x.prev) {
if (o.equals(x.item)) {
unlink(x);
return true;
}
}
}
return false;
}
迭代器
LinkedList也有ListIterator和ArrayList差不多，这里就不讲了
public ListIterator<E> listIterator(int index) {
checkPositionIndex(index);
return new ListItr(index);
}
private class ListItr implements ListIterator<E> {
private Node<E> lastReturned;
private Node<E> next;
private int nextIndex;
private int expectedModCount = modCount;
ListItr(int index) {
// assert isPositionIndex(index);
next = (index == size) ? null : node(index);
nextIndex = index;
}
public boolean hasNext() {
return nextIndex < size;
}
public E next() {
checkForComodification();
if (!hasNext())
throw new NoSuchElementException();
lastReturned = next;
next = next.next;
nextIndex++;
return lastReturned.item;
}
public boolean hasPrevious() {
return nextIndex > 0;
}
public E previous() {
checkForComodification();
if (!hasPrevious())
throw new NoSuchElementException();
lastReturned = next = (next == null) ? last : next.prev;
nextIndex--;
return lastReturned.item;
}
public int nextIndex() {
return nextIndex;
}
public int previousIndex() {
return nextIndex - 1;
}
public void remove() {
checkForComodification();
if (lastReturned == null)
throw new IllegalStateException();
Node<E> lastNext = lastReturned.next;
unlink(lastReturned);
if (next == lastReturned)
next = lastNext;
else
nextIndex--;
lastReturned = null;
expectedModCount++;
}
public void set(E e) {
if (lastReturned == null)
throw new IllegalStateException();
checkForComodification();
lastReturned.item = e;
}
public void add(E e) {
checkForComodification();
lastReturned = null;
if (next == null)
linkLast(e);
else
linkBefore(e, next);
nextIndex++;
expectedModCount++;
}
public void forEachRemaining(Consumer<? super E> action) {
Objects.requireNonNull(action);
while (modCount == expectedModCount && nextIndex < size) {
action.accept(next.item);
lastReturned = next;
next = next.next;
nextIndex++;
}
checkForComodification();
}
final void checkForComodification() {
if (modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
}
}
倒序迭代器
由于LinkedList是双端队列，使用descendingIterator可以倒序迭代，实际上利用了ListItr方法生成的List迭代器
/**
* @since 1.6
*/
public Iterator<E> descendingIterator() {
return new DescendingIterator();
}
/**
* Adapter to provide descending iterators via ListItr.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();
}
}
并行迭代器
JDK1.8才出现有利于提高效率，可以利用多核优势，代码先放这里，有时间学习一下相关知识
@Override
public Spliterator<E> spliterator() {
return new LLSpliterator<E>(this, -1, 0);
}
/** A customized variant of Spliterators.IteratorSpliterator */
static final class LLSpliterator<E> implements Spliterator<E> {
static final int BATCH_UNIT = 1 << 10; // batch array size increment
static final int MAX_BATCH = 1 << 25; // max batch array size;
final LinkedList<E> list; // null OK unless traversed
Node<E> current; // current node; null until initialized
int est; // size estimate; -1 until first needed
int expectedModCount; // initialized when est set
int batch; // batch size for splits
LLSpliterator(LinkedList<E> list, int est, int expectedModCount) {
this.list = list;
this.est = est;
this.expectedModCount = expectedModCount;
}
final int getEst() {
int s; // force initialization
final LinkedList<E> lst;
if ((s = est) < 0) {
if ((lst = list) == null)
s = est = 0;
else {
expectedModCount = lst.modCount;
current = lst.first;
s = est = lst.size;
}
}
return s;
}
public long estimateSize() { return (long) getEst(); }
public Spliterator<E> trySplit() {
Node<E> p;
int s = getEst();
if (s > 1 && (p = current) != null) {
int n = batch + BATCH_UNIT;
if (n > s)
n = s;
if (n > MAX_BATCH)
n = MAX_BATCH;
Object[] a = new Object[n];
int j = 0;
do { a[j++] = p.item; } while ((p = p.next) != null && j < n);
current = p;
batch = j;
est = s - j;
return Spliterators.spliterator(a, 0, j, Spliterator.ORDERED);
}
return null;
}
public void forEachRemaining(Consumer<? super E> action) {
Node<E> p; int n;
if (action == null) throw new NullPointerException();
if ((n = getEst()) > 0 && (p = current) != null) {
current = null;
est = 0;
do {
E e = p.item;
p = p.next;
action.accept(e);
} while (p != null && --n > 0);
}
if (list.modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
}
public boolean tryAdvance(Consumer<? super E> action) {
Node<E> p;
if (action == null) throw new NullPointerException();
if (getEst() > 0 && (p = current) != null) {
--est;
E e = p.item;
current = p.next;
action.accept(e);
if (list.modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
return true;
}
return false;
}
public int characteristics() {
return Spliterator.ORDERED | Spliterator.SIZED | Spliterator.SUBSIZED;
}
}
小结
凌晨两点，好困啊，嘿嘿，继续努力。接下来我们来给LinkedList做一个小结
1.LinkedList是双端链表，使用内部静态类Node实现，并且记录了头结点和尾节点
2.LinkedList同样具有fast-fail机制
3.双端队列的特性使LinkedList可以从前往后也可以从后往前，可以用来模拟栈和队列