LinkedList源码分析

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LinkList源码分析

概况

LinkedList与ArrayList一样实现了List接口，只是ArrayList是List接口的大小可变数组的实现，LinkedList是List接口链表的实现。基于链表实现的方式使得LinkedList在插入和删除时更优于ArrayList，而随机访问则不及ArrayList。

签名

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

· LinkedList 是一个继承于AbstractSequentialList的双向循环链表，且头结点中不存放数据。它也可以被当作堆栈、队列或双端队列进行操作。
· LinkedList 实现 List 接口，能对它进行队列操作。
· LinkedList 实现 Deque 接口，即能将LinkedList当作双端队列使用。
· LinkedList 实现了Cloneable接口，即覆盖了函数clone()，能克隆。
· LinkedList 实现java.io.Serializable接口，这意味着LinkedList支持序列化，能通过序列化去传输。
· LinkedList 是非同步的。

变量

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transient Node<E> first;
transient Node<E> last;    
transient int size = 0;

· first和last分别指向头节点和尾节点。
· size为LinkedList中元素个数。

构造器

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

包含“集合”的构造函数:创建一个包含“集合”的LinkedList

方法

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void linkBefore(E e, Node<E> succ) {
       // assert succ != null;
       final Node<E> pred = succ.prev;
       final Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, succ);
       succ.prev = newNode;
       if (pred == null)
           first = newNode;
       else
           pred.next = newNode;
       size++;
       modCount++;
   }

· 在非空节点前插入一个元素

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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;
    }

· 删除list的头节点，并返回头节点的值，unlinkLast与之类似，返回尾节点的值

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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;
    }

· 将x节点删除，返回被删除节点的值

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

· 插入某个容器类

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

· 取list的第一个元素
· 那么，peek()和getFirst()有什么区别？
同样都是返回表中的第一个元素，当为空表时，peek返回一个null，而getFirst会抛出一个NoSuchElementException异常

LinkedList有一个内部类：ListItr。在LinkedList中提供了获取ListItr对象的方法：listIterator(int index)。

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public ListIterator<E> listIterator(int index) {
        checkPositionIndex(index);
        return new ListItr(index);
}

ListItr实现了ListIterator接口，可知它是一个迭代器，通过它可以遍历修改LinkedList。

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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();
        }
    }

· lastRetured最近一次返回的节点
· next对下一个元素的引用
· nextIndex下一个节点的index
· expectedModCount修改次数的期望值，初始值为modCount，modCount是AbstractList类中的一个成员变量
· 构造方法接收一个index参数，返回一个ListItr对象，如果index<0或>size，返回null
· checkForComodification();判断expectedModCount和modCount，既修改次数，是否相等，以确保通过ListItr的修改操作正确的反映在LinkedList中，不相等的时候就抛出ConcurrentModificationException异常
· forEachRemaining(Consumer<? super E> action);为每个剩余元素执行给定的操作,直到所有的元素都已经被处理或行动将抛出一个异常

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private static final long serialVersionUID = 876323262645176354L;

serialVersionUID作用是序列化时保持版本的兼容性，即在版本升级时反序列化仍保持对象的唯一性。