Java 的 LinkedList 的底层数据结构

1. 数据结构--LinkedList源码摘要

public class LinkedList<E>
    extends AbstractSequentialList<E>
    implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable
{
    transient int size = 0;

    /**
     * Pointer to first node.
     * Invariant: (first == null && last == null) ||
     *            (first.prev == null && first.item != null)
     */
    transient Node<E> first;

    /**
     * Pointer to last node.
     * Invariant: (first == null && last == null) ||
     *            (last.next == null && last.item != null)
     */
    transient Node<E> last;
}

LinkedList底层最重要的三个属性，size,first,last，可以看出，LinkedList是一个双向链表的数据结构。

 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节点包含 item元素、prev上一个节点和next下一个节点的引用。

2 LinkedList的底层数据的调整
add方法

/**
     * Appends the specified element to the end of this list.
     *
     * <p>This method is equivalent to {@link #addLast}.
     *
     * @param e element to be appended to this list
     * @return {@code true} (as specified by {@link Collection#add})
     */
    public boolean add(E e) {
        linkLast(e);
        return true;
    }

/**

     * Links e as last element.

     */

    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++;

    }

从源码中可以看出，在add方法中直接调用linkLast方法，该方法1.实例化一个node节点，追加到链表的末尾，2调整上一个

节点的下一个节点应用为新增节点。3修改last为新增的node节点。由此可以看出LinkedList的新增和删除操作效率明显。

get方法

/**
     * Returns the element at the specified position in this list.
     *
     * @param index index of the element to return
     * @return the element at the specified position in this list
     * @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc}
     */
    public E get(int index) {
        checkElementIndex(index);
        return node(index).item;
    }

 /**
     * Returns the (non-null) Node at the specified element index.
     */
    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;
        }
    }

get方法中首先检查索引是否越界（return index >= 0 && index <= size;），第二部根据二分法判断索引是否大于size的一半，如果大于则从后往前检索，小于则从前往后检索。