Java集合：LinkedList的实现原理

前言

LinkedList底层使用的双端链表，即每个节点既包含指向其后继的引用也包括指向其前驱的引用，LinkedList实现了List接口，继承了AbstractSequentialList类，在频繁进行插入以及删除的情况下效率较高。

LinkedList使用较多的是add、get和remove，源码的分析也将对这三个方法进行分析。
add方法

先看add方法：

public boolean add(E e) {    //把e放在链表的最后一个位置    linkLast(e);    return true;}void linkLast(E e) {    //last是链表最后一个节点的引用，现在l也指向最后一个节点    final Node<E> l = last;    //调用Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next)构造方法    final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);    //last节点指向newNode    last = newNode;    //如果l为空，则链表为空，直接把newNode链接在首节点后面即可，否则把newNode链接//在l节点的后面    if (l == null)        first = newNode;    else        l.next = newNode;    //链表的元素个数增加1    size++;    //modCount是链表发生结构性修改的次数（结构性修改是指发生添加或者删除操作）    modCount++;}

可以看出，插入一个节点非常快，直接找到该位置的节点，修改节点的前驱以及后继的引用即可
get方法

下面看看get方法：

public E get(int index) {    //检查index是否合法    checkElementIndex(index);    //如果合法就返回该节点位置的值    return node(index).item;}//获取index位置上的节点Node<E> node(int index) {    //断言index在链表中    // assert isElementIndex(index);    //从第一个节点开始寻找直到index位置，然后返回index//位置的节点    if (index < (size >> 1)) {        Node<E> x = first;        for (int i = 0; i < index; i++)            x = x.next;        return x;    } else {//从最后一个节点开始往前寻找节点        Node<E> x = last;        for (int i = size - 1; i > index; i--)            x = x.prev;        return x;    }}//检查index值的合法性private void checkElementIndex(int index) {    if (!isElementIndex(index))        throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));}//判断index是否存在于链表中private boolean isElementIndex(int index) {    return index >= 0 && index < size;}

可以看出获取index节点的值要从头或尾遍历链表，当数据量很大的时候，效率无疑是低下的
remove方法

最后看看remove操作：

public E remove(int index) {    checkElementIndex(index);    return unlink(node(index));}E unlink(Node<E> x) {    // assert x != null;    //保存x节点的值    final E element = x.item;    //保存x节点的后继    final Node<E> next = x.next;    //保存x节点的前驱    final Node<E> prev = x.prev;    //如果前驱为null，说明要移除的是第一个节点，把First指向下一个节点就行    if (prev == null) {        first = next;    } else {//否则，把x节点前驱的后继指向x的后继，并把x的前驱设置为null        prev.next = next;        x.prev = null;    }    //如果后继为null则要移除的是最后一个节点，则把last的引用指向x节点的前驱就ok    if (next == null) {        last = prev;    } else {//否则，把x节点的后继的前驱设置为x节点的前驱，并x节点的后继设为null        next.prev = prev;        x.next = null;    }    //把x节点的值设为null，这样x就没有任何引用了，gc处理    x.item = null;    //把链表的size减少1    size--;    //结构性修改的次数增加1    modCount++;    //返回x节点的值，在移除之前已经保存在element中了    return element;}

LinkedList小结

LinkedList是基于双向循环链表实现的，除了可以当做链表来操作外，还可以当做栈、队列和双端队列使用(⊙o⊙)哦。同样是非线程安全的。

基于双端循环链表，并且头节点不存放数据在查找和删除元素的时候，分为元素null和不为null进行处理，允许元素为空不存在容量不足的问题Entry entry(int index)方法返回制定位置处的节点，使用加速动作。源码中先将index与长度size的一半（size >> 2）比较，如果index更小，那么就从位置0开始遍历到inde处，否则从size位置往前遍历，这样可以减少一部分不必要的遍历。实际上提高的效率有限。LinkedList是基于链表实现的，插入删除效率比较高，查找效率低。

应用:

//使用链表实现栈效果    import java.util.LinkedList;      public class MainClass {        public static void main(String[] args) {          StackL stack = new StackL();          for (int i = 0; i < 10; i++)            stack.push(i);          System.out.println(stack.top());          System.out.println(stack.top());          System.out.println(stack.pop());          System.out.println(stack.pop());          System.out.println(stack.pop());        }      }      class StackL {        private LinkedList list = new LinkedList();        public void push(Object v) {          list.addFirst(v);        }        public Object top() {          return list.getFirst();        }        public Object pop() {          return list.removeFirst();        }      }  

   //使用链表来实现队列效果    import java.util.LinkedList;      public class MainClass {        public static void main(String[] args) {          Queue queue = new Queue();          for (int i = 0; i < 10; i++)            queue.put(Integer.toString(i));          while (!queue.isEmpty())            System.out.println(queue.get());        }      }      class Queue {        private LinkedList list = new LinkedList();        public void put(Object v) {          list.addFirst(v);        }        public Object get() {          return list.removeLast();        }        public boolean isEmpty() {          return list.isEmpty();        }      }