.NET源码中的链表

来源：互联网发布：java html标签转pdf 编辑：程序博客网时间：2024/06/05 18:23

.NET中自带的链表是LinkedList类，并且已经直接实现成了双向循环链表。

其节点类LinkedListNode的数据结构如下，数据项包括指示到某个链表的引用，以及左，右节点和值。

  public sealed class LinkedListNode<T>  {    internal LinkedList<T> list;    internal LinkedListNode<T> next;    internal LinkedListNode<T> prev;    internal T item;  }

另外，获取前一个节点和后一个节点的实现如下：注意：里面的if-else结构的意义是当前一个（后一个）节点不为空且不是头节点时才不返回null，这样做的意义是当链表内只有1个节点时，其prev和next是指向自身的。

 [__DynamicallyInvokable]    public LinkedListNode<T> Next    {      [__DynamicallyInvokable] get      {        if (this.next != null && this.next != this.list.head)          return this.next;        else          return (LinkedListNode<T>) null;      }    }    [__DynamicallyInvokable]    public LinkedListNode<T> Previous    {      [__DynamicallyInvokable] get      {        if (this.prev != null && this != this.list.head)          return this.prev;        else          return (LinkedListNode<T>) null;      }    }

过有一个把链表置为无效的方法定义如下：

    internal void Invalidate()    {      this.list = (LinkedList<T>) null;      this.next = (LinkedListNode<T>) null;      this.prev = (LinkedListNode<T>) null;    }

而LinkedList的定义如下：主要的两个数据是头节点head以及长度count。

public class LinkedList<T> : ICollection<T>, IEnumerable<T>, ICollection, IEnumerable, ISerializable, IDeserializationCallback  {    internal LinkedListNode<T> head;    internal int count;    internal int version;    private object _syncRoot;    private SerializationInfo siInfo;    private const string VersionName = "Version";    private const string CountName = "Count";    private const string ValuesName = "Data";

而对此链表的主要操作，包括：

插入节点到最后，Add()，也是AddLast()。
在某个节点后插入，AddAfter(Node, T)。
在某个节点前插入，AddBefore(Node, T)。
插入到头节点之前，AddFirst(T)。
清除所有节点，Clear()。
是否包含某个值，Contains(T)，也就是Find()。
查找某个节点的引用，Find()和FindLast()。
复制到数组，CopyTo(Array)
删除某个节点，Remove(T)。

另外有几个内部方法，用来支撑复用插入和删除操作：

内部插入节点，InternalInsertNodeBefore()
内部插入节点到空链表，InternalInsertNodeToEmptyList()
内部删除节点，InternalRemoveNode()
验证新节点是否有效，ValidateNewNode()
验证节点是否有效，ValidateNode()

插入新节点到链表最后的代码如下：

    public void AddLast(LinkedListNode<T> node)    {      this.ValidateNewNode(node);      if (this.head == null)        this.InternalInsertNodeToEmptyList(node);      else        this.InternalInsertNodeBefore(this.head, node);      node.list = this;    }

插入操作的第一步是验证节点是否有效，即节点不为null，且节点不属于其他链表。

 internal void ValidateNewNode(LinkedListNode<T> node)    {      if (node == null)        throw new ArgumentNullException("node");      if (node.list != null)        throw new InvalidOperationException(SR.GetString("LinkedListNodeIsAttached"));    }

如果头节点为空，则执行插入到空链表的操作：将节点的next和prev都指向为自己，并作为头节点。

 private void InternalInsertNodeToEmptyList(LinkedListNode<T> newNode)    {      newNode.next = newNode;      newNode.prev = newNode;      this.head = newNode;      ++this.version;      ++this.count;    }

如果头节点不为空，则执行插入到头节点之前（注：因为是双向链表，所以插到头节点之前就相当于插到链表的最后了），具体的指针指向操作如下：

    private void InternalInsertNodeBefore(LinkedListNode<T> node, LinkedListNode<T> newNode)    {      newNode.next = node;      newNode.prev = node.prev;      node.prev.next = newNode;      node.prev = newNode;      ++this.version;      ++this.count;    }

而插入新节点到指定节点之后的操作如下：同样还是调用的内部函数，把新节点插入到指定节点的下一个节点的之前。有点绕，但确实让这个内部函数起到多个作用了。

    public void AddAfter(LinkedListNode<T> node, LinkedListNode<T> newNode)    {      this.ValidateNode(node);      this.ValidateNewNode(newNode);      this.InternalInsertNodeBefore(node.next, newNode);      newNode.list = this;    }

而插入新节点到指定节点之前的操作如下：直接调用插入新节点的内部函数，另外还要判断指定的节点是否是头节点，如果是的话，要把头节点变成新的节点。

public void AddBefore(LinkedListNode<T> node, LinkedListNode<T> newNode)    {      this.ValidateNode(node);      this.ValidateNewNode(newNode);      this.InternalInsertNodeBefore(node, newNode);      newNode.list = this;      if (node != this.head)        return;      this.head = newNode;    }

把新链表插入到第一个节点（也就是变成头节点）的操作如下：如果链表为空就直接变成头节点，否则就插入到头节点之前，取代头节点。

public void AddFirst(LinkedListNode<T> node)    {      this.ValidateNewNode(node);      if (this.head == null)      {        this.InternalInsertNodeToEmptyList(node);      }      else      {        this.InternalInsertNodeBefore(this.head, node);        this.head = node;      }      node.list = this;    }

查找链表中某个值的操作如下：注意直接返回null的条件是头节点为空。然后就是遍历了，因为是双向链表，所以要避免死循环（遍历到头节点时跳出）。

public LinkedListNode<T> Find(T value)    {      LinkedListNode<T> linkedListNode = this.head;      EqualityComparer<T> @default = EqualityComparer<T>.Default;      if (linkedListNode != null)      {        if ((object) value != null)        {          while (!@default.Equals(linkedListNode.item, value))          {            linkedListNode = linkedListNode.next;            if (linkedListNode == this.head)              goto label_8;          }          return linkedListNode;        }        else        {          while ((object) linkedListNode.item != null)          {            linkedListNode = linkedListNode.next;            if (linkedListNode == this.head)              goto label_8;          }          return linkedListNode;        }      }label_8:      return (LinkedListNode<T>) null;    }

删除某个节点的操作如下：

    public void Remove(LinkedListNode<T> node)    {      this.ValidateNode(node);      this.InternalRemoveNode(node);    }

同样，内部删除节点的实现如下：如果节点指向自己，说明是头节点，所以直接把头节点置null。然后就是指针的指向操作了。

internal void InternalRemoveNode(LinkedListNode<T> node)    {      if (node.next == node)      {        this.head = (LinkedListNode<T>) null;      }      else      {        node.next.prev = node.prev;        node.prev.next = node.next;        if (this.head == node)          this.head = node.next;      }      node.Invalidate();      --this.count;      ++this.version;    }

而清空链表的操作如下：遍历链表，逐个设置为无效，最后将内部的头节点也置为null。

    public void Clear()    {      LinkedListNode<T> linkedListNode1 = this.head;      while (linkedListNode1 != null)      {        LinkedListNode<T> linkedListNode2 = linkedListNode1;        linkedListNode1 = linkedListNode1.Next;        linkedListNode2.Invalidate();      }      this.head = (LinkedListNode<T>) null;      this.count = 0;      ++this.version;    }

链表转数组的实现如下：首先判断入参的有效性，然后从头节点开始遍历，依次复制到数组中，直到头结点（尽头）。

 public void CopyTo(T[] array, int index)    {      if (array == null)        throw new ArgumentNullException("array");      if (index < 0 || index > array.Length)      {        throw new ArgumentOutOfRangeException("index", SR.GetString("IndexOutOfRange", new object[1]        {          (object) index        }));      }      else      {        if (array.Length - index < this.Count)          throw new ArgumentException(SR.GetString("Arg_InsufficientSpace"));        LinkedListNode<T> linkedListNode = this.head;        if (linkedListNode == null)          return;        do        {          array[index++] = linkedListNode.item;          linkedListNode = linkedListNode.next;        }        while (linkedListNode != this.head);      }    }

以上。

0 0