共计 6415 个字符，预计需要花费 17 分钟才能阅读完成。
前言
LinkedList 底层是基于双向链表，链表在内存中不是间断的，而是通过援用来关联所有的元素，所以链表的长处在于增加和删除元素比拟快，因为只是挪动指针，并且不须要判断是否须要扩容，毛病是查问和遍历效率比拟低。上面会给大家具体的分析一下底层源码！
构造
LinkedList 继承关系，核心成员变量，次要构造函数：
public class LinkedList<E>
extends AbstractSequentialList<E>
implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable {
// Node，双向链表
private static class Node<E> {
E item;// 节点值
Node<E> next; // 指向的下一个节点
Node<E> prev; // 指向的前一个节点
// 初始化参数程序别离是：前一个节点、自身节点值、后一个节点
Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
this.item = element;
this.next = next;
this.prev = prev;
}
}
//------------------------ 成员变量 -------------------------------------
transient int size = 0;
// 记录头结点，它的前一个结点 =null
transient Node<E> first;
// 记录尾结点，它的后一个结点 =null
// 当 first = last = null 时示意链表为空
// 当 first = last != null 时示意只有一个节点
transient Node<E> last;
//-------------------------- 构造方法 -------------------------------------
public LinkedList() {}
public LinkedList(Collection<? extends E> c) {this();
addAll(c);
}
// ........
}
办法解析 &api
追加
追加节点时，咱们能够抉择追加到链表头部，还是追加到链表尾部，add 办法默认是从尾部开始追加，addFirst 办法是从头部开始追加，咱们别离来看下两种不同的追加形式：
-add()
public boolean add(E e) {linkLast(e);
return true;
}
--linkLast()
/**
* 尾插
* newNode.pre = last
* last.next = newNode 注：思考 last=null 状况（链表为空，这时仅更新头结点即可）* last = newNode
*/
void linkLast(E e) {
// 把尾节点数据暂存，为 last.next 做筹备，其实扭转一下程序就能够不要这个 l 了
final Node<E> l = last;
final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null); // 1
last = newNode; // 2
// 空链表，l=null,l.next 报空指针
if (l == null)
first = newNode;
else
l.next = newNode; // 3
// size 和版本更改
size++;
modCount++;
}
-addFirst()
public void addFirst(E e) {linkFirst(e);
}
--linkFirst()
/**
* 头插
* newNode.next = first;
* first.prev = newNode; 注：思考 first=null（链表为空，只用更新 last 即可）* first = newNode;
*/
private void linkFirst(E e) {
// 头节点赋值给长期变量
final Node<E> f = first;
final Node<E> newNode = new Node<>(null, e, f); // 1
first = newNode; // 2
// 链表为空，f=null, f.prev 报空指针
if (f == null)
last = newNode;
else
f.prev = newNode; // 3
// 更新 size 和版本号
size++;
modCount++;
}
删除
节点删除的形式和追加相似，咱们能够删除指定元素，或者从头部（尾部）删除，删除操作会把节点的值，前后指向节点都置为 null，帮忙 GC 进行回收
-remove()
/**
* 删除指定元素；找到要删除的节点
* 注：只有链表有这个节点且胜利删除才返回 true
*/
public boolean remove(Object o) {if (o == null) {for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
// null 用 == 判断
if (x.item == null) {unlink(x);
return true;
}
}
} else {for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
// 调用 equals 判断，若传入的类无 equals 须要重写
if (o.equals(x.item)) {unlink(x);
return true;
}
}
}
return false; // 链表无要删除元素，或链表为空
}
注：remove 还能够依据索引删除
public E remove(int index) {checkElementIndex(index); // 链表为空，抛出异样
return unlink(node(index));
}
--unlink()
/**
* 执行删除
* x.prev.next = x.next 注：思考 x.prev=null(x 是 first，间接更新 first）* x.next.prev = x.prev.prev 注：思考 x.next=null(x 是 last，间接更新 last）*/
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;
// 如果 prev=null, 则以后节点为头结点
if (prev == null) {
// 间接将头结点赋成 next
first = next;
} else {
prev.next = next; // 1
x.prev = null; // 帮忙 GC 回收该节点
}
// 如果 next=null，则以后节点为尾结点
if (next == null) {last = prev;} else {
next.prev = prev; // 2
x.next = null; // 帮忙 GC 回收该节点
}
x.item = null; // 帮忙 GC 回收该节点
// 批改 size 及版本
size--;
modCount++;
return element;
}
-remove()
/**
* 删除头节点，队列为空时抛出异样
*/
public E remove() {return removeFirst();
}
-removeFirst()
/**
* 删除头节点
*/
public E removeFirst() {
final Node<E> f = first;
if (f == null)
throw new NoSuchElementException();
return unlinkFirst(f);
}
--unLinkFirst()
/**
* 执行删除头节点
* first.next.pre = null; 注：思考 first=null（链表为空），first.next=null（尾结点，即链表仅一个节点）* first = first.next;
*/
private E unlinkFirst(Node<E> f) {
final E element = f.item; // 拿出头节点的值，作为办法的返回值
final Node<E> next = f.next; // 拿出头节点的下一个节点
// 帮忙 GC 回收头节点
f.item = null;
f.next = null;
first = next; // 1
// next 为空示意链表只有一个节点
if (next == null)
last = null;
else
next.prev = null; // 2
// 批改链表大小和版本
size--;
modCount++;
return element;
}
从源码中咱们能够理解到，链表构造的节点新增、删除都非常简单，仅仅把前后节点的指向批改下就好了，所以 LinkedList 新增和删除速度很快。
查问
链表查问某一个节点是比较慢的，须要挨个循环查找才行，咱们看看 LinkedList 的源码是如何寻找节点的
-get()
/**
* 依据索引进行查找
*/
public E get(int index) {checkElementIndex(index);
return node(index).item;
}
--node()
Node<E> node(int index) {
// 如果 index 处于队列的前半部分，从头开始找，size >> 1 是 size 除以 2 的意思。if (index < (size >> 1)) {
// 取头节点
Node<E> x = first;
// 直到 for 循环到 index 的前一个 node 进行
for (int i = 0; i < index; i++)
x = x.next;
return x;
} else {// 如果 index 处于队列的后半局部，从尾开始找
// 取尾结点
Node<E> x = last;
// 直到 for 循环到 index 的后一个 node 进行
for (int i = size - 1; i > index; i--)
x = x.prev;
return x;
}
}
从源码中咱们能够发现，LinkedList 并没有采纳从头循环到尾的做法，而是采取了简略二分法，首先看看 index 是在链表的前半部分，还是后半局部。如果是前半部分，就从头开始寻找，反之亦然。通过这种形式，使循环的次数至多升高了一半，进步了查找的性能，这种思维值得咱们借鉴
迭代器
因为 LinkedList 要实现双向的迭代拜访，所以应用 Iterator 接口必定不行了，因为 Iterator 只反对从头到尾的拜访。Java 新增了一个迭代接口，叫做：ListIterator，这个接口提供了向前和向后的迭代办法，如下所示：
| 迭代程序 | 办法 |
|---|---|
| 从尾到头迭代办法 | hasPrevious、previous、previousIndex |
| 从头到尾迭代办法 | hasNext、next、nextIndex |
-listIterator()
/**
* 从指定节点开始迭代，可前可后
*/
public ListIterator<E> listIterator(int index) {checkPositionIndex(index);
return new ListItr(index);
}
/**
*ListItr, 双向迭代器
*/
private class ListItr implements ListIterator<E> {private Node<E> lastReturned;// 上一次执行 next() 或者 previos() 办法时的节点地位
private Node<E> next;// 下一个节点
private int nextIndex;// 下一个节点的地位
//expectedModCount：冀望版本号；modCount：目前最新版本号
private int expectedModCount = modCount;
ListItr(int index) {// assert isPositionIndex(index);
next = (index == size) ? null : node(index);
nextIndex = index;
}
}
--hasNext()
从前向后迭代
// 判断还有没有下一个元素，还是通过 index 和 size 管制
public boolean hasNext() {return nextIndex < size;// 下一个节点的索引小于链表的大小，就有}
---next()
// 取下一个元素，并后移
public E next() {
// 查看冀望版本号有无发生变化
checkForComodification();
if (!hasNext())// 再次查看
throw new NoSuchElementException();
// next 是以后节点，在上一次执行 next() 办法时被赋值的。// 第一次执行时，是在初始化迭代器的时候，next 被赋值的
lastReturned = next;
// next 是下一个节点了，为下次迭代做筹备
next = next.next;
nextIndex++;
return lastReturned.item;
}
--hasPrevious()
从后向前迭代
// 如果上次节点索引地位大于 0，就还有节点能够迭代
public boolean hasPrevious() {return nextIndex > 0;}
---previous()
public E previous() {checkForComodification();
if (!hasPrevious())
throw new NoSuchElementException();
// next 为空场景：1: 阐明是第一次迭代，取尾节点 (last);2: 上一次操作把尾节点删除掉了
// next 不为空场景：阐明曾经产生过迭代了，间接取前一个节点即可 (next.prev)
lastReturned = next = (next == null) ? last : next.prev;
// 索引地位变动
nextIndex--;
return lastReturned.item;
}
----remove()
/**
* 迭代时，删除以后元素
*/
public void remove() {checkForComodification();
// lastReturned 是本次迭代须要删除的值，分以下空和非空两种状况：// lastReturned 为空，阐明调用者没有被动执行过 next() 或者 previos()，间接报错
// lastReturned 不为空，是在上次执行 next() 或者 previos() 办法时赋的值
if (lastReturned == null)
throw new IllegalStateException();
Node<E> lastNext = lastReturned.next;
// 删除以后节点
unlink(lastReturned);
// next == lastReturned 的场景剖析：从尾到头递归程序，并且是第一次迭代，并且要删除最初一个元素的状况
// 这种状况下，previous() 办法外面设置了 lastReturned=next=last, 所以 next 和 l astReturned 会相等
if (next == lastReturned)
// 这时候 lastReturned 是尾节点，lastNext 是 null，所以 next 也是 null，这样在 previous() 执行 // 时，发现 next 是 null，就会把尾节点赋值给 next
next = lastNext;
else
nextIndex--;
lastReturned = null;
expectedModCount++;
}
Queue 的实现
LinkedList 实现了 Queue 接口，在新增、删除、查问等方面减少了很多新的办法，这些办法在平时特地容易混同，在链表为空的状况下，返回值也不太一样，上面列一个表格，不便大家记录：
PS：Queue 接口正文倡议 add 办法操作失败时抛出异样，但 LinkedList 实现的 add 办法始终返回 true。
LinkedList 也实现了 Deque 接口，对新增、删除和查找都提供从头开始，还是从尾开始两种方向的办法，比方 remove 办法，Deque 提供了 removeFirst 和 removeLast 两种方向的应用形式，但当链表为空时的体现都和 remove 办法一样，都会抛出异样。
最初
感激你看到这里，文章有什么有余还请斧正，感觉文章对你有帮忙的话记得给我点个赞，每天都会分享 java 相干技术文章或行业资讯，欢送大家关注和转发文章！
正文完
