概述
网上购物优惠券 www.cqfenfa.com本文是基于jdk8_271源码进行分析的。
LinkedList底层是基于链表实现。链表没有长度限制，内存地址不需要固定长度，也不需要是连续的地址来进行存储，只需要通过引用来关联前后元素即可完成整个链表的连续。所以链表的优点就是添加删除元素比较快，只需要移动指针，并且不需要判断扩容。缺点就是因为没有索引，所以在查询和遍历元素时候比较慢。
使用场景：在增删操作使用较多，查询遍历操作使用较少情况下比较适合去使用；例如：拿来当栈使用。
数据结构
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继承实现关系
1 public class LinkedList<E> 2 extends AbstractSequentialList<E> 3 implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable
- AbstractSequentialList ：本质上面与继承 AbstractList 没有什么区别，AbstractSequentialList 完善了 AbstractList 中没有实现的方法。
- List：实现List接口。
- Deque：实现Deque队列接口，拥有作为双端队列（队列和栈）的功能。
- Cloneable：重写clone()方法，通过创建新的LinkedList 对象，遍历拷贝数据进行对象拷贝。
- Serializable：重写read/writeObject() 方法实现序列化。
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静态内部类
为什么Node这个类是静态的？答案是：这跟内存泄露有关，Node类是在LinkedList类中的，也就是一个内部类，若不使用static修饰，那么Node就是一个普通的内部类，在java中，一个普通内部类在实例化之后，默认会持有外部类的引用，这就有可能造成内存泄露（内部类与外部类生命周期不一致时）。但使用static修饰过的内部类（称为静态内部类），就不会有这种问题。
非静态内部类会自动生成一个构造器依赖于外部类：也是内部类可以访问外部类的实例变量的原因。
静态内部类不会生成，访问不了外部类的实例变量，只能访问类变量。
1 private static class Node<E> {
2 E item;
3 Node<E> next; // 后继节点
4 Node<E> prev; // 前置节点
5
6 Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
7 this.item = element;
8 this.next = next;
9 this.prev = prev;
10 }
11 }
-
基本属性
1 // 元素数量 2 transient int size = 0; 3 // 头结点 4 transient Node<E> first; 5 // 尾节点 6 transient Node<E> last;
-
构造方法
1 public LinkedList() {
2 }
3
4 public LinkedList(Collection<? extends E> c) {
5 this();
6 addAll(c);
7 }
主要方法解析
-
获取元素
peek()：队列的查，获取队头元素。
1 public E get(int index) { // 根据索引获取
2 checkElementIndex(index);
3 return node(index).item;
4 }
5 Node<E> node(int index) {
6 // assert isElementIndex(index);
7 // 利用二分法查找；小于中间数从头结点开始找，否则从尾节点开始找
8 if (index < (size >> 1)) {
9 Node<E> x = first;
10 for (int i = 0; i < index; i++)
11 x = x.next;
12 return x;
13 } else {
14 Node<E> x = last;
15 for (int i = size - 1; i > index; i--)
16 x = x.prev;
17 return x;
18 }
19 }
20 // 获取队头元素 ，但是不删除队列的头元素（双端队列Deque中的方法）
21 public E getFirst() {
22 final Node<E> f = first;
23 if (f == null)
24 throw new NoSuchElementException();
25 return f.item;
26 }
27 // 获取队尾元素，但是不删除队列的尾元素（实现双端队列Deque中的方法）
28 public E getLast() {
29 final Node<E> l = last;
30 if (l == null)
31 throw new NoSuchElementException();
32 return l.item;
33 }
34
35 // 队列的查。获取队头元素。
36 public E peek() {
37 final Node<E> f = first;
38 return (f == null) ? null : f.item;
39 }
-
添加元素
offer()：队列的增，添加队尾元素，底层实现是调用add()->linkLast()。
push()：栈的增，把元素压入栈中，添加对头元素，底层实现是调用addFirst()->linkFirst()。
1 // 添加元素，默认在链表尾部添加
2 public boolean add(E e) {
3 linkLast(e);
4 return true;
5 }
6 // 指定索引添加元素
7 public void add(int index, E element) {
8 checkPositionIndex(index); // 检验下标是否越界
9
10 if (index == size) // 如果要插入的索引等于现有元素长度，说明是要在尾部插入元素
11 linkLast(element);
12 else // 否则，获取该索引节点，在该节点之前插入元素
13 linkBefore(element, node(index));
14 }
15
16 public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
17 return addAll(size, c);
18 }
19 public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
20 checkPositionIndex(index); // 检验下标是否越界
21
22 Object[] a = c.toArray();
23 int numNew = a.length;
24 if (numNew == 0)
25 return false;
26
27 // pred:前置节点，在该节点之后插入元素。succ：该索引位节点。
28 Node<E> pred, succ;
29 if (index == size) {
30 succ = null;
31 pred = last;
32 } else {
33 succ = node(index);
34 pred = succ.prev;
35 }
36 // 将数组设置为链表
37 for (Object o : a) {
38 @SuppressWarnings("unchecked") E e = (E) o;
39 Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, null); // 新建一个节点，指向前置节点
40 if (pred == null) // 如果前置节点为空，说明该链表为空。将头节点指向当前节点
41 first = newNode;
42 else // 前置节点的后继节点指向当前节点
43 pred.next = newNode;
44 pred = newNode; // 将当前节点设置为前置节点，供后面需要插入的节点使用
45 }
46
47 if (succ == null) {
48 last = pred;
49 } else {
50 pred.next = succ;
51 succ.prev = pred;
52 }
53
54 size += numNew;
55 modCount++;
56 return true;
57 }
58
59 // 添加元素到头结点（实现双端队列Deque中的方法）
60 public void addFirst(E e) {
61 linkFirst(e);
62 }
63 private void linkFirst(E e) {
64 final Node<E> f = first; // 原头节点
65 final Node<E> newNode = new Node<>(null, e, f); // 新建一个节点，要添加的元素
66 first = newNode; // 将头结点指向该新建的节点
67 if (f == null) // 如果原头结点为空，说明原链表为空。这是添加的第一个元素，将尾结点也指向该新建的节点
68 last = newNode;
69 else // 如果原头结点不为空，则将原头结点的前置节点指向该新建的节点
70 f.prev = newNode;
71 size++; // 元素数量+1
72 modCount++; // 修改次数+1
73 }
74 // 添加元素到尾结点（实现双端队列Deque中的方法）
75 public void addLast(E e) {
76 linkLast(e);
77 }
78 void linkLast(E e) {
79 final Node<E> l = last; // 原尾结点
80 final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null); // 新建一个节点，要添加的元素
81 last = newNode; // 将尾结点指向该新建的节点
82 if (l == null) // 如果尾头结点为空，说明原链表为空。这是添加的第一个元素，将头结点也指向该新建的节点
83 first = newNode;
84 else // 如果原尾结点不为空，则将原尾结点的后继节点指向该新建的节点
85 l.next = newNode;
86 size++; // 元素数量+1
87 modCount++; // 修改次数+1
88 }
89
90 // 队列的添加方法
91 public boolean offer(E e) {
92 return add(e);
93 }
94
95 // 栈的添加方法
96 public void push(E e) {
97 addFirst(e);
98 }
-
删除元素
poll()：队列的删，获取对头元素并且对头元素删除。
pop()：栈的删，返回的是栈顶元素并将栈顶元素删除。
1 public boolean remove(Object o) {
2 if (o == null) {
3 for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
4 if (x.item == null) {
5 unlink(x);
6 return true;
7 }
8 }
9 } else {
10 for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
11 if (o.equals(x.item)) {
12 unlink(x);
13 return true;
14 }
15 }
16 }
17 return false;
18 }
19 public E remove(int index) {
20 checkElementIndex(index);
21 return unlink(node(index));
22 }
23 // 将该节点前置节点的下一个节点指向该节点后继节点，将该节点后继节点的上一个节点指向该节点前置节点。并将该节点置为空
24 E unlink(Node<E> x) {
25 // assert x != null;
26 final E element = x.item;
27 final Node<E> next = x.next;
28 final Node<E> prev = x.prev;
29
30 if (prev == null) {
31 first = next;
32 } else {
33 prev.next = next;
34 x.prev = null;
35 }
36
37 if (next == null) {
38 last = prev;
39 } else {
40 next.prev = prev;
41 x.next = null;
42 }
43
44 x.item = null;
45 size--;
46 modCount++;
47 return element;
48 }
49 // 将头结点的下一个节点设置为新的头结点，并将原头节点置为空
50 private E unlinkFirst(Node<E> f) {
51 // assert f == first && f != null;
52 final E element = f.item;
53 final Node<E> next = f.next;
54 f.item = null;
55 f.next = null; // help GC
56 first = next;
57 if (next == null)
58 last = null;
59 else
60 next.prev = null;
61 size--;
62 modCount++;
63 return element;
64 }
65
66 // 将尾结点的上一个节点设置为新的尾结点，并将原尾节点置为空
67 private E unlinkLast(Node<E> l) {
68 // assert l == last && l != null;
69 final E element = l.item;
70 final Node<E> prev = l.prev;
71 l.item = null;
72 l.prev = null; // help GC
73 last = prev;
74 if (prev == null)
75 first = null;
76 else
77 prev.next = null;
78 size--;
79 modCount++;
80 return element;
81 }
82
83 public E remove() {
84 return removeFirst();
85 }
86
87 // 队列的删除方法
88 public E poll() {
89 final Node<E> f = first;
90 return (f == null) ? null : unlinkFirst(f);
91 }
92 // 栈的删除方法
93 public E pop() {
94 return removeFirst();
95 }
附录
LinkedList源码详细注释Github地址：https://github.com/y2ex/jdk-source/blob/jdk1.8.0_271/src/main/java/java/util/LinkedList.java
jdk1.8源码Github地址：https://github.com/y2ex/jdk-source/tree/jdk1.8.0_271