java集合框架图

所属包
package java.util;
继承与实现关系
public class LinkedList<E>
extends AbstractSequentialList<E>
implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable
准备知识
结构图:

①LinkedList是一种双向链表。
②根据双向链表的特点,会有头节点和尾节点,并且节点之间是通过前驱指针和后继指针来维护关系的,而不是像数组那样通过位置下标来维护节点间关系的。所以既可以从头到尾遍历,又可以从尾到头遍历。
LinkedList中Node节点类的数据结构
//E类型的Node类,作为LinkedList双向链表中的节点
private static class Node<E> {
//E类型的值item
E item;
//节点的后继节点
Node<E> next;
//节点的前驱节点
Node<E> prev;
//使用构造器初始化一个节点,参数为前驱节点,当前节点值,后继节点
Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
this.item = element;
this.next = next;
this.prev = prev;
}
}
属性
//初始化链表的长度为0
transient int size = 0;
//指向头节点的变量first
transient Node<E> first;
//指向尾节点的变量last
transient Node<E> last;
构造方法
构造方法1:
//构造一个空的LinkedList链表结构
public LinkedList() {
}
构造方法2:
//构造一个包含指定元素的collection集合中元素的LinkedList
public LinkedList(Collection<? extends E> c) {
this();
//使用addAll方法,实际上就是使用遍历c并且采用头插法进行双向链表插入值。
addAll(c);
}
方法
addAll方法将指定集合中的所有元素从指定位置开始插入此列表:
public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
return addAll(size, c);
}
追加指定 collection 中的所有元素到此列表的结尾,顺序是指定 collection 的迭代器返回这些元素的顺序。
public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
//判断下标元素是否在链表的长度范围之内
checkPositionIndex(index);
//将集合c转换成Object数组
Object[] a = c.toArray();
int numNew = a.length;
//如果Object数组长度为0,那么就返回添加失败
if (numNew == 0)
return false;
//pred节点为succ节点的前驱
Node<E> pred, succ;
//如果下标等于链表的长度时,pred为尾节点,succ指向为空
if (index == size) {
succ = null;
pred = last;
} else {
/* 如果下标不等于链表长度,node方法就是用来通过下标索引获
* 取链表中的对应的节点对象。
*/
succ = node(index);
pred = succ.prev;
}
for (Object o : a) {
@SuppressWarnings("unchecked")
E e = (E) o;
//将遍历的值包装成节点Node,初始化前驱节点为pred,后继节点为null
Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, null);
//如果前驱节点为空,那么肯定是头节点
if (pred == null)
first = newNode;
else
//否则不是头节点,那么前驱的后继节点为当前节点,其实就是类似于链表的插入节点操作。
pred.next = newNode;
pred = newNode;
}
/*
* 因为pred节点是succ节点的前驱节点,反之succ是pred的后继节点.
* 如果succ为空,说明pred为尾节点。
*/
if (succ == null) {
last = pred;
} else {
/* 如果succ不是尾节点,那么只要保证pred节点是succ节点的前驱
* 节点、succ是pred的后继节点这种双向链表的关系
*/
pred.next = succ;
succ.prev = pred;
}
size += numNew;
modCount++;
return true;
}
add(E e)方法将元素插入到链表的尾部:
//采用双向链表的尾插法
public boolean add(E e) {
linkLast(e);
return true;
}
void linkLast(E e) {
//创建临时节点l初始化为尾节点(那么其后继节点为null,前驱节点不为空)。
final Node<E> l = last;
//初始化新节点,前驱节点为l,后继暂为null
final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
//由于是在链表尾部插入节点,那么新节点就作为尾节点。
last = newNode;
/**
* l节点作为newNode节点的前驱节点。
* 如果l为空,那么newNode前驱节点为空。
* 在双向链表中,前驱节点为空,那么该节点为头节点。
*/
if (l == null)
first = newNode;
else
l.next = newNode;
size++;//再插入节点后,链表的长度加1
modCount++;
}
add(int index, E element)方法:
public void add(int index, E element) {
//先检查索引是否在链表的范围内。
checkPositionIndex(index);
if (index == size)
//如果索引等于链表长度,那么直接采用尾插法的linkLast方法。
linkLast(element);
else
linkBefore(element, node(index));
}
/**
* 在节点succ作为通过下标索引在链表中查询出来的对应的节点。
* e值包装的节点插入到succ节点之前。
*/
void linkBefore(E e, Node<E> succ) {
//succ节点的前驱为pred
final Node<E> pred = succ.prev;
//初始化新节点前驱为pred,后继为succ,意思就是想在pred和succ节点之间插入newNode节点
final Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, succ);
//到这步,newNode已经确立了,后继节点为succ。succ节点的前驱为newNode。
succ.prev = newNode;
//如果pred为空,那么newNode的前驱节点为空,可以确定newNode为头节点。
if (pred == null)
first = newNode;
else
/* 如果pred不为空,则确定了pred节点后继为newNode,之前已经确
* 定newNode的前驱为pred,这样pred和newNode就确立关系了。
*/
pred.next = newNode;
size++;//新增节点,长度更新为原来长度加1
modCount++;
}
addFirst方法将指定元素插入到链表的头部
/**
* 将指定元素插入到链表的头部
*/
public void addFirst(E e) {
linkFirst(e);
}
/**
* 将e作为头结点,采用双向链表的头插法
*/
private void linkFirst(E e) {
final Node<E> f = first;
final Node<E> newNode = new Node<>(null, e, f);
//在头结点前面插入元素,该元素就作为头结点了
first = newNode;
//如果原头结点为空,那么新节点即是头结点也是尾节点
if (f == null)
last = newNode;
else
//如果原头结点不为空,那么新节点插入到原头结点前面
f.prev = newNode;
size++;
modCount++;
}
addLast方法插入元素到链表的尾部:
/**
* 将指定元素插入到链表的尾部
*/
public void addLast(E e) {
linkLast(e);
}
//采用双向链表尾插法的方式插入元素
void linkLast(E e) {
//创建临时节点l初始化为尾节点(那么其后继节点为null,前驱节点不为空)。
final Node<E> l = last;
//初始化新节点,前驱节点为l,后继暂为null
final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
//由于是在链表尾部插入节点,那么新节点就作为尾节点。
last = newNode;
/**
* l节点作为newNode节点的前驱节点。
* 如果l为空,那么newNode前驱节点为空。
* 在双向链表中,前驱节点为空,那么该节点为头节点。
*/
if (l == null)
first = newNode;
else
l.next = newNode;
size++;//再插入节点后,链表的长度加1
modCount++;
}
peek方法获取列表的头元素,但是不移除列表的头
/**
* 获取列表的头元素,但是不移除列表的头
*/
public E peek() {
final Node<E> f = first;
//如果头结点为空,则返回空,否则返回头结点的值
return (f == null) ? null : f.item;
}
/**
* 删除原头结点,将头结点的后继结点作为头结点
*/
private E unlinkFirst(Node<E> f) {
// assert f == first && f != null;
final E element = f.item;
//获取头结点的后继结点
final Node<E> next = f.next;
f.item = null;
f.next = null; // help GC
//将后继结点作为头结点
first = next;
//如果后继结点为空,那么就将尾节点设置为空
if (next == null)
last = null;
else
//如果后继结点不为空,那么作为头结点,就将前驱关系解除,设置为空。
next.prev = null;
size--;
modCount++;
return element;
}
poll方法获取列表的头节点元素,并且还移除该头结点元素:
/**
* 获取列表的头节点元素,并且还移除该头结点元素
*/
public E poll() {
final Node<E> f = first;
return (f == null) ? null : unlinkFirst(f);
}
/**
* 删除原头结点,将头结点的后继结点作为头结点
*/
private E unlinkFirst(Node<E> f) {
// assert f == first && f != null;
final E element = f.item;
//获取头结点的后继结点
final Node<E> next = f.next;
f.item = null;
f.next = null; // help GC
//将后继结点作为头结点
first = next;
//如果后继结点为空,那么就将尾节点设置为空
if (next == null)
last = null;
else
//如果后继结点不为空,那么作为头结点,就将前驱关系解除,设置为空。
next.prev = null;
size--;
modCount++;
return element;
}
remove(Object o)方法,删除列表中移除首次出现的元素
/**
* 列表中移除首次出现的元素
*/
public boolean remove(Object o) {
/* 通过双向链表的前后关系,遍历双向链表。
* 判断是否存在元素和要删除的元素相同。
* 如果遍历到了,那么就删除元素,并且返回true
* 如果没遍历到,那么就返回false
*/
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;
}
/**
* 删除非空节点x
*/
E unlink(Node<E> x) {
// assert x != null;
final E element = x.item;
//获取该元素的后继节点
final Node<E> next = x.next;
//获取该元素的前驱节点
final Node<E> prev = x.prev;
//如果前驱为空,说明当前要删除的节点为头结点,那么就让其后继结点作为头结点
if (prev == null) {
first = next;
} else {
/* 如果前驱不为空,那么就直接采用双向链表删除节点的套路,
* 此处是解决前驱节点和删除节点的链接关系
* 直接将前驱节点的后继关系指向后继结点,就解决了前驱节点的后继关系
* 将删除节点x的前驱设置为空,就解决了删除节点的前驱关系
*/
prev.next = next;
x.prev = null;
}
//如果后继结点为空,说明当前删除的节点为尾节点,那么就让其前驱节点作为尾节点
if (next == null) {
last = prev;
} else {
/* 如果后继不为空,那么就直接采用双向链表删除节点的套路,
* 此处是解决删除节点和后继结点的链接关系
* 直接将后继节点的前驱关系指向前驱节点,就解决了后继结点的前驱关系
* 将删除节点x的后继设置为空,就解决了删除节点的后继关系
*/
next.prev = prev;
x.next = null;
}
//如果上面双向链表删除关系不清楚可以自己画图看看就明白了
//将删除节点的值设置为空,便于gc
x.item = null;
size--;
modCount++;
return element;
}
<br />
<br />
阅读总结:
(1) LinkedList是采用一种双向链表实现的
(2) add方法插入元素使用的是双向链表的尾插法
(3) remove删除指定元素的方法使用的是双向链表的删除节点的套路(就是解除前后链接关系,将对应的元素值设为空。)
(4) LinkedList是采用前后关系来进行遍历的,因为本身也是采用双向链表实现,(正符合链表的结构)
<br />
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.............................该源码为jdk1.7版本的
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