###一. 概述
LinkedList 是 Java 集合中比較常用的數據結構，與 ArrayList 一樣，實現了 List 接口，只不過 ArrayList 是基於數組實現的，而 LinkedList 是基於鏈表實現的。所以 LinkedList 插入和刪除方面要優於 ArrayList，而隨機訪問上則 ArrayList 性能更好。
除了 LIst 接口之外，LinkedList 還實現了 Deque，Cloneable，Serializable 三個接口。這說明該數據結構支持隊列，克隆和序列化操作的。與 ArrayList 一樣，允許 null 元素的存在，且是不支持多線程的。
###二. 源碼解讀
##屬性
LinkedList 提供了以下三個成員變量。size，first，last。
transient int size = 0;
transient Node<E> first;
transient Node<E> last;其中 size 爲 LinkedList 的大小，first 和 last 分別爲鏈表的頭結點和尾節點。Node 爲節點對象。
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;
}
}Node 是 LInkedList 的內部類，定義了存儲的數據元素，前一個節點和後一個節點，典型的雙鏈表結構。
##構造方法
public LinkedList() {}
public LinkedList(Collection<? extends E> c) {
this();
addAll(c);
}LinkedList 提供了兩個構造方法：LinkedList() 和 LinkedList(Collection<? extends E> c)。
LinkedList() 僅僅構造一個空的列表，沒有任何元素。size = 0。first 和 last 都爲 null。
後一個構造方法構造一個包含指定 Collection 中所有元素的列表，該構造方法首先會調用空的構造方法，然後通過 addAll() 的方式把 Collection 中的所有元素添加進去。
- 調用 addAll() 方法，傳入當前的節點個數 size，此時 size 爲
- 檢查 index 是否越界
- 將 collection 轉換成數組
- 遍歷數組，將數組裏面的元素創建爲節點，並按照順序連起來。
- 修改當前的節點個數 size 的值
- 操作次數 modCount 自增 1.
public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
return addAll(size, c);
}
public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
checkPositionIndex(index);
Object[] a = c.toArray();
int numNew = a.length;
if (numNew == 0)
return false;
Node<E> 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<E> 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;
}##add 操作
添加元素到鏈表末尾
public boolean add(E e) {
linkLast(e);
return true;
}
void linkLast(E e) {
final Node<E> l = last;
final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
last = newNode;
if (l == null)
first = newNode;
else
l.next = newNode;
size++;
modCount++;
}add 方法直接調用了 linkLast 方法，而 linkLast 方法是不對外開放的。該方法做了三件事情，新增一個節點，改變其前後引用，將 size 和 modCount 自增 1。其中 modCount 是記錄對集合操作的次數。
在指定的位置插入元素
public void add(int index, E element) {
checkPositionIndex(index);
if (index == size)
linkLast(element);
else
linkBefore(element, node(index));
}
private void checkPositionIndex(int index) {
if (!isPositionIndex(index))
throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}
private boolean isPositionIndex(int index) {
return index >= 0 && index <= size;
}
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++;
}首先檢查下標是否越界，然後判斷如果 index == size 則添加到末尾，否則將該元素插入的 index 的位置。其中 node(index) 是獲取 index 位置的節點，linkBefore 負責把元素 e 插入到 succ 之前。
Node<E> node(int index) {
// assert isElementIndex(index);
if (index < (size >> 1)) {
Node<E> x = first;
for (int i = 0; i < index; i++)
x = x.next;
return x;
} else {
Node<E> x = last;
for (int i = size - 1; i > index; i--)
x = x.prev;
return x;
}
}可以看出 node() 方法這裏寫的還是挺讚的，不是傻乎乎的從頭到尾或者從尾到頭遍歷鏈表，而是將 index 與 當前鏈表的一半做對比，比一半小從頭遍歷，比一半大從後遍歷。對於數據量很大時能省下不少時間。
##get 操作
很簡單，首先獲取節點，然後返回節點的數據即可。
public E get(int index) {
checkElementIndex(index);
return node(index).item;
}##remove 操作
移除指定位置的元素
public E remove(int index) {
checkElementIndex(index);
return unlink(node(index));
}
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;
if (prev == null) {
first = next; // 如果移除的是頭節點，那麼頭結點後移
} else {
prev.next = next;
x.prev = null; // 釋放節點的前一個元素
}
if (next == null) {
last = prev; // 如果移除的是尾節點，尾結點前移
} else {
next.prev = prev;
x.next = null; // 釋放節點的後一個元素
}
x.item = null; // 釋放節點數據
size--;
modCount++;
return element;
}先檢查下標是否越界，然後調用 unlink 釋放節點。
移除指定元素
public boolean remove(Object o) {
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;
}判斷要移除的元素是否爲 null，然後在遍歷鏈表，找到鈣元素第一次出現的位置，移除並返回 true。
像其他的常用方法如：getFirst, getLast, removeFirst, removeLast, addFirst, addLast 等都很簡單，掃一眼源碼就能懂，我這裏就不寫了。
迭代器
LInkedList 的 iterator() 方法是在其父類 AbstractSequentialList 中定義的，最終一路 debug 到 LinkedList 類這裏。其中 index 爲 零。
public ListIterator<E> listIterator(int index) {
checkPositionIndex(index);
return new ListItr(index);
}我們來看看 ListItr。
private Node<E> lastReturned;
private Node<E> next;
private int nextIndex;
private int expectedModCount = modCount;
ListItr(int index) {
// assert isPositionIndex(index);
next = (index == size) ? null : node(index);
nextIndex = index;
}
public boolean hasNext() {
return nextIndex < size;
}
public E next() {
checkForComodification();
if (!hasNext())
throw new NoSuchElementException();
lastReturned = next;
next = next.next;
nextIndex++;
return lastReturned.item;
}
final void checkForComodification() {
if (modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
}
}篇幅有限 ，我就只貼主要代碼了。由源碼可以看出初始化 ListItr 時，將 nextIndex 指向 index， 也就是零。如果該集合爲空，那麼 index == size 爲 true，next 指向 null，否則 next 指向下標爲零的元素，也就是第一個。
hasNext 直接返回 nextIndex < size 簡單明瞭。下面看看 next 方法，首先檢查 expectedModCount 與 modCount 是否相等，看似無關緊要的代碼保證了集合在迭代過程中不被修改[包括新增刪除節點等]。然後將 lastReturned 指向 next，next 後移一個節點，nextIndex 自增 1，並返回 lastReturned 節點的元素。
###總結
1、從源碼可以看出 LinkedList 是基於鏈表實現的。如下圖：
2、在查找和刪除某元素時，區分該元素爲 null和不爲 null 兩種情況來處理，LinkedList 中允許元素爲 null。
3、基於鏈表實現不存在擴容問題。
4、查找時先判斷該節點位於前半部分還是後半部分，加快了速度
5、因爲基於鏈表，所以插入刪除極快，查找比較慢。
6、實現了棧和隊列的相關方法，所以可作爲棧，隊列，雙端隊列來用。
作者：coderlmm
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