LinkedList源码分析
LinkedList是基于链表实现的。适合大量数据的插入、修改以及删除。
链表节点定义
这是一个双向链表，有前驱节点和后继节点。
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;
}
}全局变量
虽然这不是用指针实现的，但是为了表述还是用“指针”和“指向”来说明（也可以说为引用）。
transient int size = 0;//链表元素个数
transient Node<E> first;//头指针
transient Node<E> last;//尾指针构造方法
有两个构造方法。
public LinkedList() {
}
public LinkedList(Collection<? extends E> c) {
this();
addAll(c);
}添加头节点
private void linkFirst(E e) {
final Node<E> f = first;//f指向头节点
final Node<E> newNode = new Node<>(null, e, f);//创建新节点，元素为e，新节点的前驱节点为null，后继节点为f
first = newNode;//头指针指向新节点
if (f == null)
last = newNode;//如果原头节点为空（说明链表为空），则将尾指针指向新节点
else
f.prev = newNode;//否则原节点的前驱节点指向新节点
size++;//元素数量加1
modCount++;//链表结构改变次数加1
}添加尾节点
这里并没有用private修饰，而添加头节点确用了private，不知道为什么。
void linkLast(E e) {
final Node<E> l = last;//l指向尾节点
final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);//创建新节点，元素为e，新节点的前驱节点为l,后继节点为null
last = newNode;//尾指针指向新节点
if (l == null)
first = newNode;//如果原尾节点为空（说明链表为空），则将头指针指向新节点
else
l.next = newNode;//否则原尾节点的后继节点指向新节点
size++;//元素个数加1
modCount++;//链表结构改变次数加1
}在非空节点前插入新节点
void linkBefore(E e, Node<E> succ) {
// assert succ != null;//声明succ不为空
final Node<E> pred = succ.prev;//succ的前驱节点
final Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, succ);//新节点，前驱指向pred，后继指向succ
succ.prev = newNode;//succ的前驱指向新节点
if (pred == null)
first = newNode;//如果前驱为null，则当前插入的新节点为头节点，头指针指向它
else
pred.next = newNode;//否则pred的next指向新节点
size++;
modCount++;
}删除头节点和尾节点
/**
* 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;
f.item = null;
f.next = null; // help GC
first = next;
if (next == null)
last = null;
else
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;
l.item = null;
l.prev = null; // help GC
last = prev;
if (prev == null)
first = null;
else
prev.next = null;
size--;
modCount++;
return element;
}删除非空节点
对于非空节点的删除的判断较多。
E unlink(Node<E> x) {
// assert x != null;
final E element = x.item;//当前元素
final Node<E> next = x.next;//x的前驱节点
final Node<E> prev = x.prev;//x的后继节点
if (prev == null) {
first = next;//如果前驱节点为空，则当前节点为头节点，删除当前节点x后，头指针指向x的后继
} else {
prev.next = next;//否则x的前驱节点的后继指向x的后继节点
x.prev = null;//x的前驱指向null
}
if (next == null) {
last = prev;//如果后继节点为空，则当前节点为尾节点，删除当前节点x后，尾指针指向x的前驱节点
} else {
next.prev = prev;/否则x的后继节点的前驱指向x的前驱节点
x.next = null;//x的后继指向null
}
x.item = null;//x的元素赋值为null便于GC回收空间
size--;
modCount++;
return element;
}LinkedList主要的链表操作就这么多，对外公开的方法都是基于以上这些操作的，以下是源码：
/**
* Returns the first element in this list.
*
* @return the first element in this list
* @throws NoSuchElementException if this list is empty
*/
public E getFirst() {
final Node<E> f = first;
if (f == null)
throw new NoSuchElementException();
return f.item;
}
/**
* Returns the last element in this list.
*
* @return the last element in this list
* @throws NoSuchElementException if this list is empty
*/
public E getLast() {
final Node<E> l = last;
if (l == null)
throw new NoSuchElementException();
return l.item;
}
/**
* Removes and returns the first element from this list.
*
* @return the first element from this list
* @throws NoSuchElementException if this list is empty
*/
public E removeFirst() {
final Node<E> f = first;
if (f == null)
throw new NoSuchElementException();
return unlinkFirst(f);
}
/**
* Removes and returns the last element from this list.
*
* @return the last element from this list
* @throws NoSuchElementException if this list is empty
*/
public E removeLast() {
final Node<E> l = last;
if (l == null)
throw new NoSuchElementException();
return unlinkLast(l);
}
/**
* Inserts the specified element at the beginning of this list.
*
* @param e the element to add
*/
public void addFirst(E e) {
linkFirst(e);
}
/**
* Appends the specified element to the end of this list.
*
* <p>This method is equivalent to {@link #add}.
*
* @param e the element to add
*/
public void addLast(E e) {
linkLast(e);
}以上操作的时间复杂度都是O(1)，所以LinkedList对头/尾节点的插入删除操作效率还是比较高的。但是对于查找，以及修改等操作的就不高效了，时间复杂度变为O(n)
public E set(int index, E element) {
checkElementIndex(index);
Node<E> x = node(index);
E oldVal = x.item;
x.item = element;
return oldVal;
}查找元素
public E get(int index) {
checkElementIndex(index);
return node(index).item;
}
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;
}
}添加元素
public void add(int index, E element) {
checkPositionIndex(index);
if (index == size)
linkLast(element);
else
linkBefore(element, node(index));
}修改元素
public E set(int index, E element) {
checkElementIndex(index);
Node<E> x = node(index);
E oldVal = x.item;
x.item = element;
return oldVal;
}删除元素
public E remove(int index) {
checkElementIndex(index);
return unlink(node(index));
}对于LinkedList和ArrayList的效率总结如下：
**直接添加元素：**LinkedList和ArrayList都是在尾部添加的。对于ArrayList来说，因为自动增长机制，在数组复制上会花费大量时间，所以数据量大的情况下，LinkedList的添加效率更高。
指定位置插入/删除/修改元素：这种方式下，两种方式都要先找到指定位置的元素，然后再进行插入操作，时间复杂度都为O(n)。但是ArrayList还需要数组复制，所以会相对慢一些。
随机访问：基于数组的ArrayList的随机访问时间远小于LinkedList 的，因为LinkedList需要移动指针。
所以数据不是经常变动时，用ArrayList好，而需要平凡改动时，用LinkedList好。如果需要线程同步，则使用Vector，因为ArrayList和LinkedList都不是同步的
另外LinkedList经常被用作队列及栈使用
实现队列操作：
public E peek() {//查看第一个，但不删除
final Node<E> f = first;
return (f == null) ? null : f.item;
}
public E element() {//查看第一个，但不删除
return getFirst();
}
public E poll() {//获取第一个，并且删除
final Node<E> f = first;
return (f == null) ? null : unlinkFirst(f);
}
public E remove() {//获取第一个并且删除
return removeFirst();
}
public boolean offer(E e) {//在队列尾部添加一个
return add(e);
}实现双向队列操作：
K
实现栈的操作：
public E poll() {//查看栈顶但不删除
final Node<E> f = first;
return (f == null) ? null : unlinkFirst(f);
}
public void push(E e) {//压栈
addFirst(e);
}
public E pop() {//出栈
return removeFirst();
}两篇参考文章：