LinkedList源码详解

LinkList概述

LinkedList 是 List 接口链表的实现。基于双向链表实现的方式使得 LinkedList 在插入和删除时更优于 ArrayList，而随机访问则比 ArrayList 逊色些。
但也是线程不安全

LinkList UML类图

LinkList构造方法

    //构造一个空列表
    public LinkedList() {
    }
    //构造一个包含指定 collection 中的元素的列表，这些元素按其 collection 的迭代器返回的顺序排列。
    public LinkedList(Collection<? extends E> c) {
        this();
        addAll(c);
    }

查

    //将此列表中指定位置的元素替换为指定的元素。 
    public E get(int index) {
        //检查索引是否合法,检查规则：判断传入索引是否大于0和传入索引是否比当前列表的数量小
        checkElementIndex(index);
        //
        return node(index).item;
    }
    //查找结点，采用的是折半查找
    Node<E> node(int index) {
        // assert isElementIndex(index);
        //(size>>1)相当于除以2，
        //如果传入索引小于(size/2)，那么从列表头开始查找
        if (index < (size >> 1)) {
            //将列表头的结点赋值给x
            Node<E> x = first;
            //从列表头开始往后遍历
            for (int i = 0; i < index; i++)
                //返回当前结点的后续指针。
                x = x.next;
            return x;
        } else {
            Node<E> x = last;
            //列表尾开始遍历
            for (int i = size - 1; i > index; i--)
                //返回当前结点的前驱指针。
                x = x.prev;
            return x;
        }
    }

add方法

boolean add(E e)，将指定元素添加到列表的结尾

public boolean add(E e) {
        linkLast(e);//将元素e链接到列表末尾
        return true;
    }
void linkLast(E e) {
        //last:最后一个结点，如果是第一次添加，last的初始值为NULL，将last赋值给l的
        final Node<E> l = last;
        //创建一个新的结点
        final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
        //将新的结点赋值给last
        last = newNode;
        //l==null成立说明:当前列表没有结点，添加到链表的第一个位置，链表头
        if (l == null)
            first = newNode;
        //不成立则说明：将新结点的引用赋值给上一个结点的后续元素
        else
            l.next = newNode;
        size++;
        modCount++;
    }   
private static class Node<E> {
        E item;
        Node<E> next;
        Node<E> prev;
        //传入三个参数，第一个参数上一个结点，第二个参数元素，第三个参数下一个结点
        Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
            this.item = element;
            this.next = next;
            this.prev = prev;
        }
    }

void add(int index, E element)

指定的位置插入指定的元素。移动当前在该位置处的元素（如果有），所有后续元素都向右移（在其索引中添加 1）。

    public void add(int index, E element) {
        checkPositionIndex(index);
        //如果传入索引等于列表大小
        if (index == size)
            //往列表尾添加新的结点，跟add()方法一样
            linkLast(element);
        else
            //先找到插入索引的元素，然后将那个元素向后移动，腾出位置，给新的结点存储
            linkBefore(element, node(index));
    }
    void linkBefore(E e, Node<E> succ) {
        // assert succ != null;
        //取出指定索引元素的前驱
        final Node<E> pred = succ.prev;
        //创建新的结点，前驱指针指向当前结点的前驱指针，后续指针指向当前结点
        final Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, succ);
        //将当前结点的前驱指针更新为新结点
        succ.prev = newNode;
        //如果当前结点的前驱指针为空，那么是列表头添加新的结点
        if (pred == null)
            first = newNode;
        else
            //当前结点的前面的结点，前面结点的后续指针更新为新结点
            pred.next = newNode;
        size++;
        modCount++;
    }

删除指定索引元素

    public E remove(int index) {
        checkElementIndex(index);
        return unlink(node(index));
    }
    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;
        //如果当前结点的前驱指针为空，说明删除的是列表头
        if (prev == null) {
            //把当前结点的后驱设置为链表头
            first = next;
        } else {
            //当前结点的， 前面结点的后续指针 更新为当前结点的后续指针
            prev.next = next;
            //前驱指针置为空        
            x.prev = null;
        }
        //如果当前结点的后续指针为空，说明删除的是列表尾
        if (next == null) {
            //将最后一个节点的标识置为当前结点的前驱
            last = prev;
        } else {
            //当前结点的， 后面结点的前驱指针 更新为当前结点的后续指针         
            next.prev = prev;
            x.next = null;
        }
        //当前结点的数据置为空
        x.item = null;
        size--;
        modCount++;
        return element;
    }

迭代器

因为Linkedlist多重继承了多个类，会先调用父类的方法，

public ListIterator<E> listIterator() {
        //这里传递了一个0值
        return listIterator(0);
    }

真正的有作用的方法是

    public ListIterator<E> listIterator(int index) {
        //判断index传入的值是否大于等于0与是否小于元素的大小
        checkPositionIndex(index);
        return new ListItr(index);
    }

   private class ListItr implements ListIterator<E> {
    private Node<E> lastReturned = null;
    private Node<E> next;
    private int nextIndex;
    private int expectedModCount = modCount;

    ListItr(int index) {
        //取出链表头赋值给next
        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++;
    }

    //替换元素
    public void set(E e) {
        if (lastReturned == null)
            throw new IllegalStateException();
        checkForComodification();
        lastReturned.item = e;
    }
    //添加到当前索引的元素
    public void add(E e) {
        checkForComodification();
        lastReturned = null;
        if (next == null)
            linkLast(e);
        else
            linkBefore(e, next);
        nextIndex++;
        expectedModCount++;
    }

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