集合之linkedList源码解析

类图：

 LinkedList 是基于节点实现的双向链表的 List ，每个节点都指向前一个和后一个节点从而形成链表。

实现接口：相比ArrayList 少了RandomAcess 多了Deque

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

属性：

    transient int size = 0;

    transient Node<E> first;

    transient Node<E> last;

通过 Node 节点指向前后节点，从而形成双向链表。
first 和 last 属性：链表的头尾指针。
在初始时候，first 和 last 指向 null ，因为此时暂时没有 Node 节点。
在添加完首个节点后，创建对应的 Node 节点 node1 ，前后指向 null 。此时，first 和 last 指向该 Node 节点。
继续添加一个节点后，创建对应的 Node 节点 node2 ，其 prev = node1 和 next = null ，而 node1 的 prev = null 和 next = node2 。此时，first 保持不变，指向 node1 ，last 发生改变，指向 node2 。
size 属性：链表的节点数量。通过它进行计数，避免每次需要 List 大小时，需要从头到尾的遍历。

构造方法：

  public LinkedList() {
    }


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

新增add: 相比ArrayList 不需要考虑扩容

 public boolean add(E e) {
        // 添加至末尾
        linkLast(e);
        return true;
    }
    
    void linkLast(E e) {
        final Node<E> l = last;
        final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
        last = newNode;
        //如果末尾last 元素为null 表示这个列表为null  就放在first
        if (l == null)
            first = newNode;
        else
            l.next = newNode;
        size++;
        //增加数组修改次数
        modCount++;
    }

指定位置新增：add(int index, E element)

 public void add(int index, E element) {
       //检查下标位置范围
        checkPositionIndex(index);
       //如果插入位置和size 相等 则放在最后一位
        if (index == size)
            linkLast(element);
        else
        //else 则放在指定位置
            linkBefore(element, node(index));
    }
    
    Node<E> node(int index) {
        // assert isElementIndex(index);
        //如果index 小于列表长度一半 则从前开始遍历
        if (index < (size >> 1)) {
            Node<E> x = first;
            for (int i = 0; i < index; i++)
                x = x.next;
            return x;
        } else {
        //从尾部开始遍历
            Node<E> x = last;
            for (int i = size - 1; i > index; i--)
                x = x.prev;
            return x;
        }
    }
    
    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++;
    }

添加到列表头部：addFirst

   public void addFirst(E e) {
        linkFirst(e);
    }
    
     private void linkFirst(E e) {
        final Node<E> f = first;
        final Node<E> newNode = new Node<>(null, e, f);
        first = newNode;
        if (f == null) //表示原列表为空
            last = newNode;
        else
            f.prev = newNode;
        size++;
        modCount++;
    }

添加到列表尾部：addLast

public void addLast(E e) {
        linkLast(e);
    }
 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++;
    }

添加集合addAll:

 public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
        return addAll(size, c);
    }
public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
        //检查下标位置范围
        checkPositionIndex(index);

        Object[] a = c.toArray();
        int numNew = a.length;
        //新增集合长度为0 返回false 
        if (numNew == 0)
            return false;

        Node<E> pred, succ;
        //如果添加位置和原列表长度相等 ，则将last 赋值为pred 
        if (index == size) {
            succ = null;
            pred = last;
        } else {
            succ = node(index);
            pred = succ.prev;
        }
        //遍历添加元素
        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;
    }

移除元素：remove()  默认移除首个元素

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

public E removeFirst() {
    final Node<E> f = first;
    if (f == null)
        throw new NoSuchElementException();
    return unlinkFirst(f);
}

移除指定元素：remove (object o)

 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;
    }

移除指定位置元素：remove（int index） 

   public E remove(int index) {
        //检查元素下标位置
        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;
         // prev 为null 表示 该节点为首节点 移除后将该节点的next节点赋值为fisrt
        if (prev == null) {
            first = next;
        } else {
        //该元素的前一个元素的next 指向该元素的下一个节点next 
            prev.next = next;
            x.prev = null;
        }
        //next 为null 表示该节点为末尾 则移除该元素后该元素的前一个节点就为最后一个节点了
        if (next == null) {
            last = prev;
        } else {
        //该元素的下一个元素的头部指向该元素的前一个元素
            next.prev = prev;
            x.next = null;
        }

        x.item = null;
        size--;
        modCount++;
        return element;
    }

获取元素下标：

 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;
    }

判断是否包含某个元素：catains

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

获取指定元素：get(int index)

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

设置指定位置元素：set(int index, E element)

public E set(int index, E element) {
        checkElementIndex(index);
        Node<E> x = node(index);
        E oldVal = x.item;
        x.item = element;
        return oldVal;
    }

因为 LinkedList 实现了 Queue 接口，所以它实现了 #peek() 和 #peek() 和 #element() 方法，分别获得元素到链表的头。

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

public E element() { // 如果链表为空识，抛出 NoSuchElementException 异常
    return getFirst();
}
public E getFirst() {
    final Node<E> f = first;
    if (f == null) // 如果链表为空识，抛出 NoSuchElementException 异常
        throw new NoSuchElementException();
    return f.item;
}

转化为为数组：toArray()  返回值为Object数组  实际开发中我们需要转化为对应类型数组toArray(T[] a)

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;
    }

 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;
    }

清空列表：clear

 public void clear() {
       
        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++;
    }

克隆 ： 调用父方法super.clone()  ；first ,last，size,modCount 是 重新初始化进来，不与原 LinkedList 共享

 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;
    }