LinkedList源码阅读笔记

LinkedList

LinkedList是双向链表，不循环（1.6之前循环），继承AbstractSequentialList类，实现了List, Deque, Cloneable接口。

链表的特点是插入速度快，但不支持随机访问，使用了循环来访问第i个元素，因此速度很慢。

在存储上，数组的每个相邻元素的真实物理地址是相邻的，链表则不是，使用类似指针的方式指向下一个元素，双向链表还存在一个prev指向前一个元素，所以双向链表既可以从头部遍历，也可以从尾部遍历，一定程度增加了性能。

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其主要方法有：

• LinkedList(Collection<? extends E> c)：//带参构造方法
• 增：addFirst/Last,add()队尾,addAll(c)队尾,addAll(index,c)index前,add(index,e)index前,peek()队首,offer()队尾，offerFirst/Last,push()队首,
• 查：getFirst/last,get(index),indexOf(e)//从队首开始,lastIndexOf(e),element()队首,peekFirst/Last,
• 删：removeFirst/last,remove()队首,remove(index),poll()队首,pollFirst/Last,pop()队首,removeFirst/LastOccurrence(e),
• 改：set(index,e),
• contans(o),size(),clear(),clone(),toArray(),descendingIterator()递减迭代器,Spliterator()可分割迭代器，多线程遍历（这玩意还能写一章）

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内部有个节点类,该类有个确定节点属性的构造方法：

private static class Node<E> {
    E item;
    Node<E> next;
    Node<E> prev;

    Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
        this.item = element;
        this.next = next;
        this.prev = prev;
    }
}

在遍历某个节点的时候使用了位运算（位运算比直接除以二快_(:з」∠)_）,同时根据index大小决定从队首还是队尾开始遍历：

/**
    * Returns the (non-null) Node at the specified element index.
    */
Node<E> node(int index) {
    // assert isElementIndex(index);

    if (index < (size >> 1)) {//小于一半的时候从队首开始遍历
        Node<E> x = first;
        for (int i = 0; i < index; i++)
            x = x.next;
        return x;
    } else {
        Node<E> x = last;
        for (int i = size - 1; i > index; i--)
            x = x.prev;
        return x;
    }
}

其中频繁使用了linkFirst/Last,unlink,unlinkFirst/Last等内部方法，这里要搞清楚节点为空和节点的item属性为空并非一个概念，这些方法均建立在节点存在的前提下。

private E unlinkFirst(Node<E> f) {//去掉队首
        // assert f == first && f != null;
        final E element = f.item;
        final Node<E> next = f.next;//next是第二个节点
        f.item = null;
        f.next = null; // help GC，该节点不再引用后自动回收
        first = next;//把原first的下一个作为First
        if (next == null)//next为空代表只有一个节点，这里不要和节点的值为null搞混
            last = null;//此时为空链
        else
            next.prev = null;//一个以上节点则把新的first的前节点设为空，这时候原First的三个属性均为null,被回收
        size--;//长度-1
        modCount++;//修改次数+1
        return element;
    }

/**
    * Unlinks non-null last node l.
    */
private E unlinkLast(Node<E> l) {//去掉队尾，和unlinkFirst差不多
    // 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;
    if (prev == null)
        first = null;
    else
        prev.next = null;
    size--;
    modCount++;
    return element;
}

/**
    * Unlinks non-null node x.
    */
E unlink(Node<E> x) {//去掉某个节点
    // assert x != null;
    final E element = x.item;
    final Node<E> next = x.next;
    final Node<E> prev = x.prev;

    if (prev == null) {//代表该节点为第一个，此时把它的next当做第一个
        first = next;
    } else {
        prev.next = next;//不是第一个的话，就把它的prev的下一个指向next，相当于忽略掉要去掉的节点
        x.prev = null;//x节点的三个属性赋null
    }

    if (next == null) {//代表该节点为最后一个，此时把它前一个当做最后一个
        last = prev;
    } else {
        next.prev = prev;
        x.next = null;//x节点的三个属性赋null
    }

    x.item = null;//x节点的三个属性赋null
    size--;
    modCount++;
    return element;
}
//下面的方法原理基本相同
//Links e as first element.
private void linkFirst(E e) {
        final Node<E> f = first;
        final Node<E> newNode = new Node<>(null, e, f);
        first = newNode;
        if (f == null)
            last = newNode;
        else
            f.prev = newNode;
        size++;
        modCount++;
    }

//Links e as last element.
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++;
}

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疑点：JDK12 100-104行有一个注释的断言，

void dataStructureInvariants() {
    assert (size == 0)
        ? (first == null && last == null)
        : (first.prev == null && last.next == null);
}

但是在该类83行已经初始化了size值：transient int size = 0;

emmm。。。所以这个断言这什么意思？//待更新

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通过阅读源码，对链式结构以及Java中如何实现链式结构有了更深的认识。