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LinkedList方法的使用以及研究源码的实现

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LinkedList方法的使用以及研究源码的实现

linkedList实现类

linkedList是List 接口的链接列表实现类,其底层是链表

1、对linkedList方法的使用(手动编码)
2、研究linkedList的源码实现(按照研究思路贴核心代码,贴注解知识,将特点总结)
  源码研究思路。 2.1、继承关系

源码如下:

//linkedList继承AbstractSequentialList,AbstractSequentialList类是实现自List接口,对接口中通用的方法做了实现,子类可以不用实现。子类如果有特殊要求可以重写对应方法。

public class linkedList
    extends AbstractSequentialList
    implements List, Deque, Cloneable, java.io.Serializable
{

        linkedList继承AbstractSequentialList,AbstractSequentialList类是实现自List接口,对接口中通用的方法做了实现,子类可以不用实现。子类如果有特殊要求可以重写对应方法。
        linkedList实现接口List, Deque, Cloneable,Serializable。

        List接口是ArrayList、linkedList的接口,定义了集合中大部分方法。

        Deque接口是继承自Queue接口,对Queue接口中通用的方法做了实现,子类可以不用实现。子类如果有特殊要求可以重写对应方法。

        Cloneable接口表明当前类可以被克隆。

        Serializable接口表明当前类是可以支持序列化和反序列化。

  2.2、构造函数

    //空参构造
    public linkedList() {
    }

    //通过链表实例来实例化linkedList
    public linkedList(Collection c) {
        this();
        //调用addAll(c)方法
        addAll(c);
    }

    //返回成功与否
    public boolean addAll(Collection c) {
        //调用addAll(size, c)方法
        return addAll(size, c);
    }

    //布尔类型。从index开始,通过链表实例来实例化linkedList
    public boolean addAll(int index, Collection c) {
        //调用checkPositionIndex(index)方法判断index是否合法。
        checkPositionIndex(index);
        //
        Object[] a = c.toArray();
        int numNew = a.length;
        if (numNew == 0)
            return false;

        Node 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 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;
    }

    
    private void checkPositionIndex(int index) {
        if (!isPositionIndex(index))
            throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
    }

  2.3、属性信息
//定义一个头结点:指向第一个节点
transient Node first;
//定义一个尾结点:指向最后一个节点
transient Node last;
//储存元素个数
transient int size = 0;

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

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

  2.4、默认值或默认属性
    //默认元素长度
    transient int size = 0;

    public linkedList() {
    }

    public linkedList(Collection c) {
        this();
        addAll(c);
    }

    //链接e作为第一个元素
    private void linkFirst(E e) {
        final Node f = first;
        final Node newNode = new Node<>(null, e, f);
        first = newNode;
        if (f == null)
            last = newNode;
        else
            f.prev = newNode;
        size++;
        modCount++;
    }

    //链接e作为最后一个元素
    void linkLast(E e) {
        final Node l = last;
        final Node newNode = new Node<>(l, e, null);
        last = newNode;
        if (l == null)
            first = newNode;
        else
            l.next = newNode;
        size++;
        modCount++;
    }

    //在非空节点succ之前插入元素e
    void linkBefore(E e, Node succ) {
        // assert succ != null;
        final Node pred = succ.prev;
        final Node newNode = new Node<>(pred, e, succ);
        succ.prev = newNode;
        if (pred == null)
            first = newNode;
        else
            pred.next = newNode;
        size++;
        modCount++;
    }

    //解除第一个非空节点f的链接。
    private E unlinkFirst(Node f) {
        // assert f == first && f != null;
        final E element = f.item;
        final Node 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;
    }

    //取消最后一个非空节点L的链接。
    private E unlinkLast(Node l) {
        // assert l == last && l != null;
        final E element = l.item;
        final Node 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;
    }

    //解除非空节点x的链接。
    E unlink(Node x) {
        // assert x != null;
        final E element = x.item;
        final Node next = x.next;
        final Node 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;
    }

  2.5、底层数据结构

底层数据结构是链表。

 2.6、常用方法研究
    //返回列表中的第一个元素。
    public E getFirst() {
        final Node f = first;
        if (f == null)
            throw new NoSuchElementException();
        return f.item;
    }

    //返回列表中的最后一个元素。
    public E getLast() {
        final Node l = last;
        if (l == null)
            throw new NoSuchElementException();
        return l.item;
    }

    //移除并返回列表中的第一个元素。
    public E removeFirst() {
        final Node f = first;
        if (f == null)
            throw new NoSuchElementException();
        return unlinkFirst(f);
    }

    //移除并返回列表中的最后一个元素
    public E removeLast() {
        final Node l = last;
        if (l == null)
            throw new NoSuchElementException();
        return unlinkLast(l);
    }

    //在列表的开头插入指定的元素。
    public void addFirst(E e) {
        linkFirst(e);
    }

    //将指定的元素追加到列表的末尾。
    public void addLast(E e) {
        linkLast(e);
    }

    //如果列表中包含指定的元素,则返回 true
    public boolean contains(Object o) {
        return indexOf(o) >= 0;
    }

    //返回列表中元素的个数。
    public int size() {
        return size;
    }

    //将指定的元素追加到列表的末尾。
    public boolean add(E e) {
        linkLast(e);
        return true;
    }

    //链接e作为最后一个元素
    void linkLast(E e) {
        final Node l = last;
        final Node newNode = new Node<>(l, e, null);
        last = newNode;
        if (l == null)
            first = newNode;
        else
            l.next = newNode;
        size++;
        modCount++;
    }
    protected transient int modCount = 0;

    //从列表中删除指定元素的第一次出现.更正式地说,删除索引最低的元素
    public boolean remove(Object o) {
        if (o == null) {
            for (Node x = first; x != null; x = x.next) {
                if (x.item == null) {
                    unlink(x);
                    return true;
                }
            }
        } else {
            for (Node x = first; x != null; x = x.next) {
                if (o.equals(x.item)) {
                    unlink(x);
                    return true;
                }
            }
        }
        return false;
    }

    //将指定集合中的所有元素追加到末尾
    public boolean addAll(Collection c) {
        return addAll(size, c);
    }

    //将指定集合中的所有元素插入到此列表,从指定位置开始。
    public boolean addAll(int index, Collection c) {
        checkPositionIndex(index);

        Object[] a = c.toArray();
        int numNew = a.length;
        if (numNew == 0)
            return false;

        Node 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 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;
    }

    //从列表中删除所有元素。
    public void clear() {
        // 
        for (Node x = first; x != null; ) {
            Node next = x.next;
            x.item = null;
            x.next = null;
            x.prev = null;
            x = next;
        }
        first = last = null;
        size = 0;
        modCount++;
    }

    //返回列表中指定位置的元素。
    public E get(int index) {
        checkElementIndex(index);
        return node(index).item;
    }

    //将列表中指定位置的元素替换为指定元素。
    public E set(int index, E element) {
        checkElementIndex(index);
        Node x = node(index);
        E oldVal = x.item;
        x.item = element;
        return oldVal;
    }

    //在列表的指定位置插入指定的元素。移动元素当前在该位置(如果有)和任何右边的后续元素(在它们的下标上加1)。
    public void add(int index, E element) {
        checkPositionIndex(index);

        if (index == size)
            linkLast(element);
        else
            linkBefore(element, node(index));
    }

    //移除列表中指定位置的元素。任何变化左边的后续元素(从索引中减去1)。返回从列表中删除的元素。
    public E remove(int index) {
        checkElementIndex(index);
        return unlink(node(index));
    }

    //解除第一个非空节点f的链接。
    private E unlinkFirst(Node f) {
        // assert f == first && f != null;
        final E element = f.item;
        final Node 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;
    }

    //取消最后一个非空节点l的链接。
    private E unlinkLast(Node l) {
        // assert l == last && l != null;
        final E element = l.item;
        final Node 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;
    }

    //判断下标是否合法
    private void checkElementIndex(int index) {
        if (!isElementIndex(index))
            throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
    }

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