1、LinkedList介紹
LinkedList 是一個繼承于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。
2、關鍵點
LinkedList的本質是雙向鏈表。
LinkedList繼承于AbstractSequentialList，并且實現了Dequeue接口。
-
LinkedList包含三個重要的成員：first、last 和 size。
- first指向鏈表的第一個節點。
- last 指向鏈表的最后一個節點。
- size 是雙向鏈表中節點的個數。
3、節點Node結構
private static class Node<E> {
E item; // 當前節點所包含的值
Node<E> next; // 下一個節點
Node<E> prev; // 上一個節點
Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
this.item = element;
this.next = next;
this.prev = prev;
}
}
4、構造函數
//構造一個空鏈表
public LinkedList() {
}
//構建一個包含指定集合c的列表
public LinkedList(Collection<? extends E> c) {
this();
addAll(c);
}
5、add添加元素
LinkedList提供了頭插addFirst(E e)、尾插addLast(E e)、add(E e)、addAll(Collection<? extends E> c)、addAll(int index, Collection<? extends E> c)、add(int index, E element)這些添加元素的方法。
//頭插，在列表首部插入節點值e
public void addFirst(E e) {
linkFirst(e);
}
//頭插，也就是將節點值為e的節點設置為鏈表首節點
private void linkFirst(E e) {
final Node<E> f = first;
//構建一個prev值為null,節點值為e,next值為f的新節點newNode
final Node<E> newNode = new Node<>(null, e, f);
//將newNode作為首節點
first = newNode;
//如果原首節點為null，即原鏈表為null，則鏈表尾節點也設置為newNode
if (f == null)
last = newNode;
else
//否則，原首節點的prev設置為newNode
f.prev = newNode;
size++;
modCount++;
}
//尾插，在列表尾部插入節點值e，該方法等價于add()
public void addLast(E e) {
linkLast(e);
}
//尾插，在列表尾部插入節點值e
public boolean add(E e) {
linkLast(e);
return true;
}
//尾插，即將節點值為e的節點設置為鏈表的尾節點
void linkLast(E e) {
final Node<E> l = last;
//構建一個prev值為l,節點值為e,next值為null的新節點newNode
final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
//將newNode作為尾節點
last = newNode;
//如果原尾節點為null，即原鏈表為null，則鏈表首節點也設置為newNode
if (l == null)
first = newNode;
else
//否則，原尾節點的next設置為newNode
l.next = newNode;
size++;
modCount++;
}
//中間插入，在非空節點succ之前插入節點值e
void linkBefore(E e, Node<E> succ) {
// assert succ != null;
final Node<E> pred = succ.prev;
//構建一個prev值為succ.prev,節點值為e,next值為succ的新節點newNode
final Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, succ);
//設置newNode為succ的前節點
succ.prev = newNode;
//如果succ.prev為null，即如果succ為首節點，則將newNode設置為首節點
if (pred == null)
first = newNode;
else //如果succ不是首節點
pred.next = newNode;
size++;
modCount++;
}
/**
* 按照指定collection的迭代器所返回的元素順序，將該Collection中的所有元素添加到此鏈表的尾部
* 如果指定的集合添加到鏈表的尾部的過程中，集合被修改，則該插入過程的后果是不確定的。
* 一般這種情況發生在指定的集合為該鏈表的一部分，且其非空。
* @throws NullPointerException 指定集合為null
*/
public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
return addAll(size, c);
}
//從指定的位置開始，將指定Collection中的所有元素插入到此鏈表中，
//新元素的順序為指定Collection的迭代器所返回的元素順序。
public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
checkPositionIndex(index); //index >= 0 && index <= size
Object[] a = c.toArray();
int numNew = a.length;
if (numNew == 0)
return false;
//succ指向當前需要插入節點的位置，pred指向其前一個節點
Node<E> pred, succ;
if (index == size) {
//說明在列表尾部插入集合元素
succ = null;
pred = last;
} else {
//得到索引index所對應的節點
succ = node(index);
pred = succ.prev;
}
//指定collection中的所有元素依次插入到此鏈表中指定位置的過程
for (Object o : a) {
@SuppressWarnings("unchecked") E e = (E) o;
//將元素值e，前繼節點pred“封裝”為一個新節點newNode
Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, null);
if (pred == null) //如果原鏈表為null，則新插入的節點作為鏈表首節點
first = newNode;
else
pred.next = newNode;
pred = newNode; //pred指針向后移動，指向下一個需插入節點位置的前一個節點
}
//集合元素插入完成后，與原鏈表index位置后面的子鏈表鏈接起來
if (succ == null) { //說明之前是在列表尾部插入的集合元素
last = pred; //pred指向的是最后插入的那個節點
} else {
pred.next = succ;
succ.prev = pred;
}
size += numNew;
modCount++;
return true;
}
//將指定的元素(E element)插入到列表的指定位置(index)
public void add(int index, E element) {
checkPositionIndex(index); //index >= 0 && index <= size
if (index == size)
linkLast(element); //尾插入
else
linkBefore(element, node(index)); //中間插入
}
6、remove刪除元素
//移除首節點，并返回該節點的元素值
public E removeFirst() {
final Node<E> f = first;
if (f == null)
throw new NoSuchElementException();
return unlinkFirst(f);
}
//刪除非空的首節點f
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; //將原首節點的next節點設置為首節點
if (next == null) //如果原鏈表只有一個節點，即原首節點，刪除后，鏈表為null
last = null;
else
next.prev = null;
size--;
modCount++;
return element;
}
//移除尾節點，并返回該節點的元素值
public E removeLast() {
final Node<E> l = last;
if (l == null)
throw new NoSuchElementException();
return unlinkLast(l);
}
//刪除非空的尾節點l
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; //將原尾節點的prev節點設置為尾節點
if (prev == null) //如果原鏈表只有一個節點,則刪除后，鏈表為null
first = null;
else
prev.next = null;
size--;
modCount++;
return element;
}
//移除此列表中指定位置上的元素
public E remove(int index) {
checkElementIndex(index); //index >= 0 && index < size
return unlink(node(index));
}
//刪除非空節點x
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) { //如果被刪除節點為頭節點
first = next;
} else {
prev.next = next;
x.prev = null;
}
if (next == null) { //如果被刪除節點為尾節點
last = prev;
} else {
next.prev = prev;
x.next = null;
}
x.item = null; // help GC
size--;
modCount++;
return element;
}
//移除列表中首次出現的指定元素(如果存在)，LinkedList中允許存放重復的元素
public boolean remove(Object o) {
//由于LinkedList中允許存放null，因此下面通過兩種情況來分別處理
if (o == null) {
for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) { //順序訪問
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;
}
//清除列表中所有節點
public void clear() {
、、將所有的引用置null，讓GC回收對象
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++;
}
7、set修改元素
//替換指定索引位置節點的元素值，并返回舊值
public E set(int index, E element) {
checkElementIndex(index); //index >= 0 && index < size
Node<E> x = node(index);
E oldVal = x.item;
x.item = element;
return oldVal;
}
8、get查找元素
LinkedList提供了getFirst()、getLast()、contains(Object o)、get(int index)、indexOf(Object o)、lastIndexOf(Object o)這些查找元素的方法。
//返回列表首節點元素值
public E getFirst() {
final Node<E> f = first;
if (f == null) //如果首節點為null
throw new NoSuchElementException();
return f.item;
}
//返回列表尾節點元素值
public E getLast() {
final Node<E> l = last;
if (l == null) //如果尾節點為null
throw new NoSuchElementException();
return l.item;
}
//判斷列表中是否包含有元素值o，
//返回true當列表中至少存在一個元素值e，使得(o==null?e==null:o.equals(e))
public boolean contains(Object o) {
return indexOf(o) != -1;
}
//返回指定索引處的元素值
public E get(int index) {
checkElementIndex(index); //index >= 0 && index < size
return node(index).item; //node(index)返回指定索引位置index處的節點
}
//返回指定索引位置的節點
Node<E> node(int index) {
// assert isElementIndex(index);
//折半思想，當index < size/2時，從列表首節點向后查找
if (index < (size >> 1)) {
Node<E> x = first;
for (int i = 0; i < index; i++)
x = x.next;
return x;
} else { //當index >= size/2時，從列表尾節點向前查找
Node<E> x = last;
for (int i = size - 1; i > index; i--)
x = x.prev;
return x;
}
}
//正向查找，返回LinkedList中元素值Object o第一次出現的位置，如果元素不存在，則返回-1
public int indexOf(Object o) {
int index = 0;
//由于LinkedList中允許存放null，因此下面通過兩種情況來分別處理
if (o == null) {
for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) { //順序向后
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;
}
//逆向查找，返回LinkedList中元素值Object o最后一次出現的位置，如果元素不存在，則返回-1
public int lastIndexOf(Object o) {
int index = size;
//由于LinkedList中允許存放null，因此下面通過兩種情況來分別處理
if (o == null) {
for (Node<E> x = last; x != null; x = x.prev) { //逆向向前
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;
}
9、clone克隆
//返回此 LinkedList實例的淺拷貝
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;
}
