关于java:java集合10-LinkedList源码解析

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1.LinkedList 介绍

咱们除了最最罕用的 ArrayList 之外,还有 LinkedList,这到底是什么货色?从 LinkedList 官网文档,咱们能够理解到,它其实是实现了ListQueue的双向链表构造,而 ArrayList 底层则是数组构造。

上面的解说基于jdk 1.8:

继承了AbstractSequentialList,实现了List,Queue,Cloneable,Serializable,既能够当成列表应用,也能够当成队列,堆栈应用。次要特点有:

  • 线程不平安,不同步,如果须要同步须要应用List list = Collections.synchronizedList(new LinkedList());
  • 实现 List 接口,能够对它进行队列操作
  • 实现 Queue 接口,能够当成堆栈或者双向队列应用
  • 实现 Cloneable 接口,能够被克隆,浅拷贝
  • 实现Serializable,能够被序列化和反序列化

上面是 LinkedList 的构造,留神:指针完结指向的是 node,开始的是 prev 或者next

源码定义如下:

public class LinkedList<E>
    extends AbstractSequentialList<E>
    implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable{}

2. 成员变量

成员变量绝对比较简单,因为不像 ArrayList 一样,须要应用数组保留元素,LinkedList是靠援用来关联前后节点,所以这里只有大小,第一个节点,最初一个节点, 以及序列化的 uid。

    // 大小
    transient int size = 0;
    // 第一个节点
    transient Node<E> first;
    // 最初一个节点
    transient Node<E> last;
        // 序列化 uid
    private static final long serialVersionUID = 876323262645176354L;

咱们来看看 Node 到底是何方神圣?
其实就是外部类,外面的 item 是真正保留节点的中央,next 是下一个节点的援用,prev是上一个节点的援用。这里也体现了 LinkedList 其实就是双线链表。

只有一个构造函数,三个参数别离对应三个属性。

    private static class Node<E> {
        // 节点外面的数据
        E item;
        // 下一个节点的援用
        Node<E> next;
        // 上一个节点的援用
        Node<E> prev;

        // 节点的构造函数,重写之后,无参数结构器曾经被笼罩,三个参数别离对应三个属性
        Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
            this.item = element;
            this.next = next;
            this.prev = prev;
        }
    }

3. 构造函数

构造函数有两个,一个是无参数构造函数,另一个是初始化汇合元素,外面调用的其实是addAll,一看就是将外面所有的元素退出到汇合中。

    public LinkedList() {}
    public LinkedList(Collection<? extends E> c) {this();
        addAll(c);
    }

4. 罕用 List 办法解析

4.1 查找相干

4.1.1 getFirst()

获取第一个元素:

    public E getFirst() {
        // 保留第一个元素为 f,留神是 final 的,final Node<E> f = first;
        if (f == null)
            // 如果没有第一个元素,那么就会抛出异样
            throw new NoSuchElementException();
        // 返回第一个元素的 item
        return f.item;
    }

4.1.2 getLast()

获取最初一个元素, 和获取第一个的原理差不多

    public E getLast() {
        // 保留最初一个元素的援用为 l
        final Node<E> l = last;
        // 如果为空,抛出谬误
        if (l == null)
            throw new NoSuchElementException();
        // 返回 item
        return l.item;
    }

4.1.3 get(int index)

通过索引来获取元素, 外面是调用了另外一个办法先获取节点,再获取该节点的 item, 在此之前,做了index 安全性校验。

    public E get(int index) {checkElementIndex(index);
        return node(index).item;
    }

在???? 下面的代码中调用了通过索引地位查找节点地位的函数,上面咱们来剖析一下这个函数, 因为底层是链表实现的,所以呢?遍历起来不是很不便,就思考到位运算,如果索引地位在前面一半,就从后往前遍历查找,否则从前往后遍历。

    Node<E> node(int index) {// assert isElementIndex(index);
                // size>>1 示意除以 2,相当于 index 小于 size 的一半
        if (index < (size >> 1)) {
              // 从后面开始遍历,取出 first 节点,因为两头过程援用会变动,所以不可间接操作 first
            Node<E> x = first;
              // 通过循环计数来查找
            for (int i = 0; i < index; i++)
                x = x.next;
            return x;
        } else {
              // 取出最初一个元素
            Node<E> x = last;
              // 从后往前遍历
            for (int i = size - 1; i > index; i--)
                x = x.prev;
            return x;
        }
    }

4.1.4 indexOf(Object o)

查找某一个元素的索引地位, 分为两种状况探讨,如果要查找的元素为空,那么就应用 ==,否则应用equals(),这也从侧面印证了LinedList 实际上是能够存储 null 元素的。应用计数查找:

    public int indexOf(Object o) {
        int index = 0;
          // 如果须要查找 null 元素
        if (o == null) {for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {if (x.item == null)
                    return index;
                index++;
            }
        } else {
              // 查找元素不为空
            for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {if (o.equals(x.item))
                    return index;
                index++;
            }
        }
        return -1;
    }

4.1.5 lastIndexOf(Object o)

和后面的 indexOf 差不多,区别就是这个是前面开始查找,找到第一个合乎的元素。

    public int indexOf(Object o) {
        int index = 0;
          // 查找元素
        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;
    }

4.2 增加元素

4.2.1 addFirst(E e)

将元素 e,增加到第一个节点,私有办法是 addFirst(),然而其实外部调用是linkFirst(),这是private 办法。

    public void addFirst(E e) {linkFirst(e);
    }
    private void linkFirst(E e) {
        // 先保留第一个节点
        final Node<E> f = first;
        // 初始化一个新节点,prev 是 null,next 是 f(之前的首节点)final Node<E> newNode = new Node<>(null, e, f);
        // 更新 first 为新节点
        first = newNode;
        // 如果之前的第一个节点是空的,那么就阐明外面是空的,没有元素
        if (f == null)
            // 最初一个元素也是新退出的元素
            last = newNode;
        else
            // f 的 prev 前置节点的援用更新为新的节点
            f.prev = newNode;
        // 个数减少
        size++;
        // 批改次数减少
        modCount++;
    }

4.2.2 addLast(E e)

将元素增加在链表最初,其实外部也是间接调用的 private 办法linkLast():

    public void addLast(E e) {linkLast(e);
    }
    void linkLast(E e) {
        // 保留最初一个节点的援用
        final Node<E> l = last;
        // 初始化一个节点,前置节点指针援用指向之前的最初一个节点,后续节点的援用是 null
        final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
        // 将最初一个节点更新
        last = newNode;
        // 如果之前的最初一个节点是 null,阐明链表是空的
        if (l == null)
            // 新节点同时是第一个节点
            first = newNode;
        else
            // 否则之前的最初一个节点的后续节点援用更新为新的节点
            l.next = newNode;
        // 大小 +1
        size++;
        // 批改次数 +1
        modCount++;
    }

4.2.3 add(E e)

减少元素,默认也是在链表的最初增加,实现返回 true:

    public boolean add(E e) {linkLast(e);
        return true;
    }

4.2.4 addAll(Collection<? extends E> c)

往链表外面批量增加元素, 外面默认是在最初面批量增加,外部调用的是 addAll(int index, Collection<? extends E> c), 增加之前会判断索引地位是不是非法的。
而后查找须要插入的地位的前后节点,循环插入。

    public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {return addAll(size, c);
    }

    public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
        // 查看增加地位
        checkPositionIndex(index);

        // 将须要增加的汇合转换成为数组
        Object[] a = c.toArray();
        // 获取数组的大小
        int numNew = a.length;
        // 如果数组长度为 0,阐明没有须要增加的元素,返回 false
        if (numNew == 0)
            return false;

        // 插入地位的前节点和后续节点
        Node<E> pred, succ;
        // 如果插入地位索引大小等于链表大小,那么就是在最初插入元素
        if (index == size) {
            // 最初插入元素没有后续节点
            succ = null;
            // 前一个节点就是之前的最初一个节点
            pred = last;
        } else {
            // 查找到索引为 index 的节点
            succ = node(index);
            // 获取前一个节点
            pred = succ.prev;
        }
        
        // 循环插入节点
        for (Object o : a) {@SuppressWarnings("unchecked") E e = (E) o;
            // 初始化新节点,上一个节点是 pred
            Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, null);
            // 如果前一个节点是 null,那么第一个节点就是新的节点
            if (pred == null)
                first = newNode;
            else
                // 否则 pred 的 next 置为新节点
                pred.next = newNode;
            pred = newNode;
        }

        // 如果插入地位没有后续节点,也就是 succ 为 null
        if (succ == null) {
            // 最初一个节点也就是 pred,刚刚插入的新节点
            last = pred;
        } else {
            // 退出所有元素之后的最初一个节点的下一个节点指向 succ(后续元素)pred.next = succ;
            // 插入地位的后续元素的上一个节点援用指向 pred
            succ.prev = pred;
        }
          // 大小扭转
        size += numNew;
          // 批改次数减少
        modCount++;
        return true;
    }

下面的代码调用了node(index),这个在后面查找的时候曾经说过了,不再解释。

4.2.5 addAll(int index, Collection<? extends E> c)

在指定地位批量插入节点:

    public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
          // 查看索引合法性
        checkPositionIndex(index);
          // 将须要插入的汇合转换成为数组
        Object[] a = c.toArray();
          // 数组的长度
        int numNew = a.length;
          // 为 0 则不须要插入
        if (numNew == 0)
            return false;
          // 插入地位的前节点和后节点
        Node<E> pred, succ;
          // 如果在最初插入
        if (index == size) {
              // 后节点为空
            succ = null;
              // 前节点是最初一个
            pred = last;
        } else {
              // 获取插入地位的后节点
            succ = node(index);
              // 获取前节点
            pred = succ.prev;
        }
                
          // 遍历
        for (Object o : a) {@SuppressWarnings("unchecked") E e = (E) o;
              // 初始化节点,前置节点是插入地位的前节点,后续节点为 null
            Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, null);
              // 如果插入地位前一个节点是 null,阐明插入地位是链表首
            if (pred == null)
                  // 首节点就是新插入的节点
                first = newNode;
            else
                  // 前节点的 next 指向新节点
                pred.next = newNode;
              // 更新插入地位的前一个节点
            pred = newNode;
        }
          // 如果插入地位的后一个节点为空,阐明插入地位是链表尾部
        if (succ == null) {
              // 最初一个元素就是插入的元素
            last = pred;
        } else {
              // 将插入的最初一个元素 next 指向 succ
            pred.next = succ;
              // succ 的上一个元素指向 prev
            succ.prev = pred;
        }
          // 大小更新
        size += numNew;
          // 批改次数扭转
        modCount++;
          // 返回胜利
        return true;
    }

4.2.6 add(int index,E element)

将元素插入在指定地位, 先判断索引地位,如果索引地位是最初一个,那么间接调用在最初增加元素函数即可,否则须要调用另外一个函数,在某个元素后面插入:

    public void add(int index, E element) {
          // index 校验
        checkPositionIndex(index);
          
          // 索引等于链表大小
        if (index == size)
              // 间接在最初插入元素
            linkLast(element);
        else
              // 在某个节点前插入元素
            linkBefore(element, node(index));
    }

4.3 删除元素

4.3.1 removeFirst()

删除第一个节点,先获取首节点,判断第一个节点是不是为空,如果为空则证实没有该节点,抛出异样,外部调用的其实是unlinkFirst()。返回值是被移除的节点外面的数值。

    public E removeFirst() {
        final Node<E> f = first;
        if (f == null)
            throw new NoSuchElementException();
        return unlinkFirst(f);
    }
        // 移除首节点
    private E unlinkFirst(Node<E> f) {
        // assert f == first && f != null;
          // 获取外面的元素
        final E element = f.item;
          // 保留下一个节点
        final Node<E> next = f.next;
          // 将之前的首节点前后节点援用置空,有利于 GC
        f.item = null;
        f.next = null; // help GC
          // 首节点更新
        first = next;
          // 如果首节点是空的,那么链表没有元素了,最初一个节点天然也是 null
        if (next == null)
            last = null;
        else
              // 否则以后的第一个节点的前置节点置 null
            next.prev = null;
          // 链表大小 -1
        size--;
          // 批改次数减少
        modCount++;
        return element;
    }

4.3.2 removeLast()

删除最初一个节点,和下面的删除首节点差不多,先取出最初一个节点,判断是否为空,如果为空则抛出异样,否则会调用另一个解除连贯的函数unLinkLast()

    public E removeLast() {
        final Node<E> l = last;
        if (l == null)
            throw new NoSuchElementException();
        return unlinkLast(l);
    }
    private E unlinkLast(Node<E> l) {
        // assert l == last && l != null;
          // 保留被移除的节点的 item
        final E element = l.item;
          // 获取上一个节点
        final Node<E> prev = l.prev;
          // 前后援用置空,有利于垃圾回收
        l.item = null;
        l.prev = null; // help GC
          // 更新最初一个节点
        last = prev;
          // 如果前置节点为空,那么链表曾经没有元素了
        if (prev == null)
            first = null;
        else
              // 否则将上一个节点的 next 置 null
            prev.next = null;
          // 大小该表
        size--;
          // 批改次数减少
        modCount++;
          // 返回被移除的节点的 item 值
        return element;
    }

4.3.3 remove(Object o)

删除某个元素分为两种状况,元素为 null 和非 null, 间接遍历判断,外面真正删除的办法其实是unlink(E e),胜利移除则返回 true,留神这里只会移除掉第一个,后续要是还有该节点,不会移除。

    public boolean remove(Object o) {
          // 元素为 null
        if (o == null) {for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {if (x.item == null) {unlink(x);
                    return true;
                }
            }
        } else {
              // 元素不为 null
            for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {if (o.equals(x.item)) {
                      // 移除节点
                    unlink(x);
                    return true;
                }
            }
        }
        return false;
    }

unLink(E e)办法如下:

    E unlink(Node<E> x) {
        // assert x != null;
          // 保留被移除节点的 item
        final E element = x.item;
          // 下一个节点
        final Node<E> next = x.next;
          // 上一个节点
        final Node<E> prev = x.prev;
          // 如果前置节点为空,那么首节点就是以后节点了
        if (prev == null) {first = next;} else {
              // 前一个节点的 next 置为下一个节点
            prev.next = next;
              // 之前的节点的前一个节点置 null
            x.prev = null;
        }
          // 如果 next 是空的,那么上一个节点就是当初最初一个节点
        if (next == null) {last = prev;} else {
              // next 的上一个节点援用指向 prev
            next.prev = prev;
              // 被删除的元素的 next 置空
            x.next = null;
        }
          // item 置空
        x.item = null;
          // 大小扭转
        size--;
          // 批改次数减少
        modCount++;
          // 返回被删除的节点外面的 item
        return element;
    }

4.3.4 clear()

移除外面所有的元素:

    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;) {
              // 保留下一个
            Node<E> next = x.next;
              // 以后元素置空
            x.item = null;
            x.next = null;
            x.prev = null;
            x = next;
        }
          // 首节点和尾节点全副置 null
        first = last = null;
        size = 0;
        modCount++;
    }

4.3.5 remove(int index)

移除指定索引的元素。先通过索引找到节点,再移除指定的节点

    public E remove(int index) {
          // 查看合法性
        checkElementIndex(index);
          // 先找到节点,再移除指定节点
        return unlink(node(index));
    }

4.4 更新元素

4.4.1 set(int index,E element)

更新指定索引的地位的元素, 首先通过索引查找到该元素,而后批改 item 值,返回旧的 item 值。

    public E set(int index, E element) {
          // 查看索引是否非法
        checkElementIndex(index);
          // 通过索引查找到节点
        Node<E> x = node(index);
          // 保留旧的值
        E oldVal = x.item;
          // 批改
        x.item = element;
          // 返回旧的元素
        return oldVal;
    }

5 queue 相干的办法

因为 LinkedList 也实现了 queue 接口,所以它必定也实现了相干的办法,上面咱们看看:

5.1 peek()

获取队列第一个元素:

    public E peek() {
          // 拿到第一个元素,final 不可变
        final Node<E> f = first;
          // 返回 item 值
        return (f == null) ? null : f.item;
    }

5.2 element()

也是获取队列第一个元素,外面调用的是getFirst()

    public E element() {return getFirst();
    }

5.3 poll()

移除队列第一个节点元素并返回,外面调用的其实是unlinkFirst()

    public E poll() {
          // 获取到第一个元素
        final Node<E> f = first;
          // 移除并返回
        return (f == null) ? null : unlinkFirst(f);
    }

5.4 remove()

移除队列第一个元素, 外面调用的是removeFirst():

    public E remove() {return removeFirst();
    }

5.5 offfer(E e)

在队列前面减少元素:

    public boolean offer(E e) {return add(e);
    }

5.6 offerFirst(E e)

往队列的后面插入元素,其实调用的是addFirst()

    public boolean offerFirst(E e) {addFirst(e);
        return true;
    }

5.7 offerLast(E e)

往队列的前面增加元素, 其实调用的是addList()

    public boolean offerLast(E e) {addLast(e);
        return true;
    }

5.8 peekFirst()

获取第一个节点外面的元素:

    public E peekFirst() {
        final Node<E> f = first;
        return (f == null) ? null : f.item;
     }

5.9 peekLast()

获取最初一个节点的元素:

    public E peekLast() {
        final Node<E> l = last;
        return (l == null) ? null : l.item;
    }

5.10 pollFirst()

获取第一个元素,并且移除它, 应用的是unlinkFirst(E e)

    public E pollFirst() {
        final Node<E> f = first;
        return (f == null) ? null : unlinkFirst(f);
    }

5.11 pollLast()

获取队列最初一个元素,并且移除它, 调用的其实是unlinkLast(E e)

    public E pollLast() {
        final Node<E> l = last;
        return (l == null) ? null : unlinkLast(l);
    }

5.12 push(E e)

像是堆栈的特点,在后面增加元素:

    public void push(E e) {addFirst(e);
    }

5.13 pop()

堆栈的特点,取出队列首的第一个元素

    public E pop() {return removeFirst();
    }

5.14 removeFirstOccurrence(Object o)

移除元素, 从前往后第一次呈现的中央移除掉:

    public boolean removeFirstOccurrence(Object o) {return remove(o);
    }

5.15 removeLastOccurrence(Object o)

移除元素,最初一次呈现的中央移除掉, 和后面剖析的一样,分为两种状况,null 和非 null。

    public boolean removeLastOccurrence(Object o) {
          // 元素为 null
        if (o == null) {for (Node<E> x = last; x != null; x = x.prev) {if (x.item == null) {unlink(x);
                    return true;
                }
            }
        } else {
              // 元素不是 null
            for (Node<E> x = last; x != null; x = x.prev) {if (o.equals(x.item)) {unlink(x);
                    return true;
                }
            }
        }
        return false;
    }

6. 其余办法

是否蕴含某个元素, 其实调用的是 indexOf() 办法,如果返回的索引不为 -1,则蕴含:

    public boolean contains(Object o) {return indexOf(o) != -1;
    }

返回大小:

    public int size() {return size;}

是否为无效元素下标索引,从 0 到 size-1

    private boolean isElementIndex(int index) {return index >= 0 && index < size;}

是否为无效地位索引,从 0 到 size

    private boolean isPositionIndex(int index) {return index >= 0 && index <= size;}

获取指定索引地位的ListIterator:

    public ListIterator<E> listIterator(int index) {
          // 查看合法性
        checkPositionIndex(index);
        return new ListItr(index);
    }

获取倒序的迭代器:

    public Iterator<E> descendingIterator() {return new DescendingIterator();
    }

拷贝克隆函数, 一个是父类的克隆函数,另一个是重写的克隆函数,这里比拟非凡,因为 LinkedList 是链表,自身只保留了第一个和最初一个的援用,所以拷贝的时候须要向外面增加元素的形式进行拷贝。

    public Object clone() {LinkedList<E> clone = superClone();

        // Put clone into "virgin" state
        clone.first = clone.last = null;
        clone.size = 0;
        clone.modCount = 0;

        // 增加元素到拷贝的队列中
        for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next)
            clone.add(x.item);

        return clone;
    }
    private LinkedList<E> superClone() {
        try {return (LinkedList<E>) super.clone();} catch (CloneNotSupportedException e) {throw new InternalError(e);
        }
    }

转换成为数组,通过循环实现

    public Object[] toArray() {Object[] result = new Object[size];
        int i = 0;
          // 循环实现
        for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next)
            result[i++] = x.item;
        return result;
    }

转换成为指定类型的数组, 和后面不同的是,这里初始化的时候应用类型反射创立(T[])java.lang.reflect.Array.newInstance(a.getClass().getComponentType(), size)

    public <T> T[] toArray(T[] a) {if (a.length < size)
            a = (T[])java.lang.reflect.Array.newInstance(a.getClass().getComponentType(), size);
        int i = 0;
        Object[] result = a;
        for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next)
            result[i++] = x.item;

        if (a.length > size)
            a[size] = null;

        return a;
    }

获取可宰割迭代器:

    public Spliterator<E> spliterator() {return new LLSpliterator<E>(this, -1, 0);
    }

7. 迭代器

外面定义了三种迭代器,都是以内部类的形式实现,别离是:

  • ListItr:列表的经典迭代器
  • DescendingIterator:倒序迭代器
  • LLSpliterator:可宰割迭代器

7.1 ListItr

先来说说 ListItr,这个迭代器次要是有next(),hashNext(),hasPrevious(),previous(),nextIndex(),previousIndex(),remove(),set(),add(),forEachRemaining() 办法:

  • next():获取下一个元素
  • hashNext(): 是否有下一个元素
  • hasPrevious():是否有上一个元素
  • previous():上一个元素
  • nextIndex():下一个索引地位
  • previousIndex():上一个索引地位
  • remove():删除以后索引地位的元素
  • set():更新元素
  • add():新增元素
  • forEachRemaining():遍历剩下的元素

外面次要有汇合重要的属性:

  • lastReturned: 上一次返回的元素
  • next:下一个返回的元素
  • nextIndex:下一个索引
  • expectedModCount:期待批改的次数
    private class ListItr implements ListIterator<E> {
          // 上一个返回的元素
        private Node<E> lastReturned;
          // 下一个元素
        private Node<E> next;
          // 下一个索引
        private int nextIndex;
          // 期待的批改次数
        private int expectedModCount = modCount;
          
          // 初始化
        ListItr(int index) {
            // 依据索引地位更新下一个返回的节点
            next = (index == size) ? null : node(index);
              // 更新索引
            nextIndex = index;
        }
          // 是否有下一个元素:索引是否小于 size
        public boolean hasNext() {return nextIndex < size;}
          // 获取下一个元素
        public E next() {
              // 查看批改合法化
            checkForComodification();
              // 如果没有下一个元素会抛异样,所以应用前须要先判断
            if (!hasNext())
                throw new NoSuchElementException();
              // 上一次返回的元素更新
            lastReturned = next;
              // 更新下一次返回的元素
            next = next.next;
              // 更新索引
            nextIndex++;
              // 返回 item
            return lastReturned.item;
        }
      
          // 是否有上一个:下一个返回的元素索引是不是大于 0
        public boolean hasPrevious() {return nextIndex > 0;}
          // 返回上一个元素
        public E previous() {
              // 查看
            checkForComodification();
              // 判断是否有上一个元素  
              if (!hasPrevious())
                throw new NoSuchElementException();
              // 上一个返回的元素,须要更新
            lastReturned = next = (next == null) ? last : next.prev;
            // 更新索引
              nextIndex--;
            return lastReturned.item;
        }
          // 下一个索引
        public int nextIndex() {return nextIndex;}

          // 上一个索引
        public int previousIndex() {return nextIndex - 1;}
    
          // 移除以后地位的索引
        public void remove() {
              // 查看批改合法性
            checkForComodification();
            if (lastReturned == null)
                throw new IllegalStateException();
                        // 获取下一个元素
            Node<E> lastNext = lastReturned.next;
              // 移除上一个返回的元素
            unlink(lastReturned);
              // 如果下一个是上次返回的元素,那么下一个元素须要更新,因为该元素曾经被移除了
            if (next == lastReturned)
                next = lastNext;
            else
                  // 更新索引
                nextIndex--;
            lastReturned = null;
            expectedModCount++;
        }

          // 更新
        public void set(E e) {if (lastReturned == null)
                throw new IllegalStateException();
            checkForComodification();
            lastReturned.item = e;
        }

        public void add(E e) {checkForComodification();
            lastReturned = null;
              // 如果下一个元素是空,那就是在队尾增加元素
            if (next == null)
                linkLast(e);
            else
                  // 否则就是在 next 索引处增加元素
                linkBefore(e, next);
              // 更新索引
            nextIndex++;
            expectedModCount++;
        }
                
          // 遍历剩下的元素
        public void forEachRemaining(Consumer<? super E> action) {Objects.requireNonNull(action);
              // 应用循环,索引一直后移,遍历
            while (modCount == expectedModCount && nextIndex < size) {
                  // 对每个节点元素执行操作
                action.accept(next.item);
                lastReturned = next;
                next = next.next;
                nextIndex++;
            }
            checkForComodification();}

        final void checkForComodification() {if (modCount != expectedModCount)
                throw new ConcurrentModificationException();}
    }

下面的迭代器没有什么好说的,就是往前面和前面遍历的性能,以及增删改的性能。

7.2 DescendingIterator

这个迭代器有点意思,也很简略,就是一个倒序的性能,性能实现也非常简略:

  • hasNext: 是否有下一个元素,实际上是判断上一个元素
  • next:获取下一个元素,实际上是获取后面一个元素
  • remove:移除元素

倒序就是他人从前往后,它偏偏从后往前遍历,emmmmmmm

    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();
        }
    }

7.3 LLSpliterator

这个迭代器有点货色,感觉和其它的不太一样,LLSpliterator是在应用 node 的 next 进行迭代,上面剖析一下:次要是为了将元素分为多份,而后再用多线程来解决。

值得注意的是:宰割的时候,LinkedList不是 1 / 2 宰割,而是每一次宰割进去的大小都是递增的,递增的大小是BATCH_UNIT, 然而返回的不是LLSpliterator,而是ArraySpliterator,每次都宰割出更多的元素,转成数组构造,这兴许是出自于性能思考,比拟指针遍历太慢了,我猜的的 … 别打我

    static final class LLSpliterator<E> implements Spliterator<E> {
          // 宰割长度减少单位
        static final int BATCH_UNIT = 1 << 10;  // batch array size increment
          // 最大宰割长度
        static final int MAX_BATCH = 1 << 25;  // max batch array size;
        final LinkedList<E> list; // null OK unless traversed
          // 以后节点
        Node<E> current;      // current node; null until initialized
          // 大小估算
        int est;  
          // 期待批改的次数
        int expectedModCount; // initialized when est set
          // 宰割长度
        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;
        }
                // 估算大小
        public long estimateSize() { return (long) getEst();}

          // 宰割
        public Spliterator<E> trySplit() {
            Node<E> p;
              // 获取大小
            int s = getEst();
              // 以后节点不为空
            if (s > 1 && (p = current) != null) {
                  // 宰割地位完结:宰割地位 + 宰割单位
                int n = batch + BATCH_UNIT;
                  // 如果大于大小,就限度最初的地位
                if (n > s)
                    n = s;
                  // 最大的宰割地位
                if (n > MAX_BATCH)
                    n = MAX_BATCH;
                  // 数组
                Object[] a = new Object[n];
                int j = 0;
                  // 将以后地位到 n 的地位循环,寄存到 a 数组中
                do {a[j++] = p.item; } while ((p = p.next) != null && j < n);
                current = p;
                batch = j;
                est = s - j;
                  // ArraySpliterator 每次宰割成一半一半,而 IteratorSpliterator 算术递增
                return Spliterators.spliterator(a, 0, j, Spliterator.ORDERED);
            }
            return null;
        }

          // 对剩下的元素进行解决
        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();}

          // 对前面一个元素进行解决
        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;}
    }

8. 序列化和反序列化

序列化和反序列化的时候,须要重写,因为咱们保留的只有第一个和最初一个节点的援用,咱们序列化须要保留大小和援用,所以须要重写,要不反序列化回来就找不到next,节点之间的关系就会失落。

序列化的时候如下,写入了 size,以及遍历的时候将节点的item 值写入。

    private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
        throws java.io.IOException {
        // Write out any hidden serialization magic
        s.defaultWriteObject();

        // Write out size
        s.writeInt(size);

        // Write out all elements in the proper order.
        for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next)
            s.writeObject(x.item);
    }

反序列化的时候,读入大小 size 以及每个节点外面的元素item

    private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
        throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {
        // 默认序列化
        s.defaultReadObject();

        // 大小
        int size = s.readInt();

        // 依照程序读入元素
        for (int i = 0; i < size; i++)
            linkLast((E)s.readObject());
    }

9. 总结一下

  • LinkedList底层是用链表实现的,而且是双向链表,并且实现了 Queue 接口,能够当成双向队列或者堆栈来应用。也正是因为是链表实现,所以删除元素比拟快,然而查找的时候绝对较慢。当然,也没有什么扩容,除非就是内存不够了。
  • 双向链表,能够从头往尾遍历,也能够从尾部往前遍历。
  • LinkedList继承了 AbstractSequentialListAbstractSequentialList 实现了 get,set,add,remove 等办法。
  • 序列化 / 反序列化的时候重写了办法,能力达到序列化外面每一个节点元素的成果。
  • 线程不平安

【作者简介】
秦怀,公众号【秦怀杂货店】作者,技术之路不在一时,山高水长,纵使迟缓,驰而不息。这个世界心愿所有都很快,更快,然而我心愿本人能走好每一步,写好每一篇文章,期待和你们一起交换。

此文章仅代表本人(本菜鸟)学习积攒记录,或者学习笔记,如有侵权,请分割作者核实删除。人无完人,文章也一样,文笔稚嫩,在下不才,勿喷,如果有谬误之处,还望指出,感激不尽~

正文完
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