简介
  LinkedList 是一个常用的集合类,用于顺序存储元素。 LinkedList 经常和 ArrayList 一起被提及。大部分人应该都知道 ArrayList 内部采用数组保存元素,适合用于随机访问比较多的场景,而随机插入、删除等操作因为要移动元素而比较慢。 LinkedList 内部采用链表的形式存储元素,随机访问比较慢,但是插入、删除元素比较快,一般认为时间复杂都是 O(1) (需要查找元素时不是了,下面会说明)。本文分析 LinkedList 的具体实现。
  继承关系
  public class LinkedList<E>
  extends AbstractSequentialList<E>
  implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable
  LinkedList 继承了一个抽象类 AbstractSequentialList ,这个类是用调用 ListIterator 实现了元素的增删查改,比如 add 方法:
  public void add(int index, E element) {
  try {
  listIterator(index).add(element);
  } catch (NoSuchElementException exc) {
  throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index);
  }
  }
  不过这些方法在 LinkedList 中被复写了。
  LinkedList 实现了 List 、 Deque 、 Cloneable 以及 Serializable 接口。其中 Deque 是双端队列接口,所以 LinkedList 可以当作是栈、队列或者双端队队列。
  内部变量
  transient int size = 0;
  transient Node<E> first;
  transient Node<E> last;
  总共三个内部变量, size 是元素个数, first 是指向第一个元素的指针, last 则指向后一个。元素在内部被封装成 Node 对象,这是一个内部类,看一下它的代码:
  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;
  }
  }
  可以看到这是一个双向链表的结构,每个节点保存它的前驱节点和后继节点。
  私有方法
  LinkedList 内部有几个关键的私有方法,它们实现了链表的插入、删除等操作。比如在表头插入:
  private void linkFirst(E e) {
  final Node<E> f = first;    //先保存当前头节点
  //创建一个新节点,节点值为e,前驱节点为空,后继节点为当前头节点
  final Node<E> newNode = new Node<>(null, e, f);
  first = newNode;    //让first指向新节点
  if (f == null)    //如果链表原来为空,把last指向这个的节点
  last = newNode;
  else    ·        //否则原来的头节点的前驱指向新的头节点
  f.prev = newNode;
  size++;
  modCount++;
  }
  其实是双向链表的插入操作,调整指针的指向,时间复杂度为 O(1) ,学过数据结构的应该很容易看懂。其它还有几个类似的方法:
  //尾部插入
  void linkLast(E e) {
  final Node<E> l = last;
  final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
  last = newNode;
  if (l == null)    //如果链表原来为空,让first指向这个的节点
  first = newNode;
  else
  l.next = newNode;
  size++;
  modCount++;
  }
  //中间插入
  void linkBefore(E e, Node<E> succ) {
  // assert succ != null;
  final Node<E> pred = succ.prev;
  final Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, succ);
  succ.prev = newNode;
  if (pred == null)
  first = newNode;
  else
  pred.next = newNode;
  size++;
  modCount++;
  }
  //删除头节点
  private E unlinkFirst(Node<E> f) {
  // assert f == first && f != null;
  final E element = f.item;
  final Node<E> next = f.next; //先保存下一个节点
  f.item = null;   
  f.next = null; // help GC
  first = next;    //让first指向下一个节点
  if (next == null)    //如果下一个节点为空,说明链表原来只有一个节点,现在成空链表了,要把last指向null
  last = null;
  else        //否则下一个节点的前驱节点要置为null
  next.prev = null;
  size--;
  modCount++;
  return element;
  }
  //删除尾节点
  private E unlinkLast(Node<E> l) {
  // assert l == last && l != null;
  final E element = l.item;
  final Node<E> prev = l.prev;  //保存前一个节点
  l.item = null;
  l.prev = null; // help GC
  last = prev;    //last指向前一个节点
  if (prev == null)    //与头节点删除一样,判断是否为空
  first = null;
  else
  prev.next = null;
  size--;
  modCount++;
  return element;
  }
  //从链表中间删除节点
  E unlink(Node<E> x) {
  // assert x != null;
  final E element = x.item;
  final Node<E> next = x.next;    //保存前驱节点
  final Node<E> prev = x.prev;    //保存后继节点
  if (prev == null) {    //前驱为空,说明删除的是头节点,first要指向下一个节点
  first = next;
  } else {                //否则前驱节点的后继节点变为当前删除节点的下一个节点
  prev.next = next;
  x.prev = null;
  }
  if (next == null) {       //判断后继是否为空,与前驱节点是否为空的逻辑类似
  last = prev;
  } else {
  next.prev = prev;
  x.next = null;
  }
  x.item = null;
  size--;
  modCount++;
  return element;
  }
  公开方法
  公开的方法几乎都是调用上面几个方法实现的,例如 add 方法:
  public boolean add(E e) {
  linkLast(e);
  return true;
  }
  public boolean add(E e) {
  linkLast(e);
  return true;
  }
  public void add(int index, E element) {
  checkPositionIndex(index);
  if (index == size)
  linkLast(element);
  else
  linkBefore(element, node(index));
  }