一、UML
UML.png
1、继承抽象类AbstractSequentialList
它又继承于抽象类AbstractList，增加了利用Iterator遍历器实现链表的操作。
2、实现List接口
为什么抽象类实现了该接口，LinkedList还要再次实现一遍呢？
https://stackoverflow.com/questions/2165204/why-does-linkedhashsete-extend-hashsete-and-implement-sete
3、实现Deque接口
它又继承于接口Queue，让LinkedList很好地实现队列。LinkedList是一个双向链表。
4、实现Cloneable接口
实现了浅拷贝
二、属性
记录链表的大小，首节点，尾节点。
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;
三、构造方法
/**
* Constructs an empty list.
*/
public LinkedList() {
}
/**
* Constructs a list containing the elements of the specified
* collection, in the order they are returned by the collection's
* iterator.
*
* @param c the collection whose elements are to be placed into this list
* @throws NullPointerException if the specified collection is null
*/
public LinkedList(Collection<? extends E> c) {
this();
addAll(c);
}
四、普通方法
1、link和unlink等6个辅助方法，包括3个link和3个unlink
/**
* Links e as first element.
*/
private void linkFirst(E e) {
// 记录头节点
final Node<E> f = first;
// 新建一个节点，作为头节点，它的前驱节点为null, 内容为e, 后驱节点为f（即头节点）
final Node<E> newNode = new Node<>(null, e, f);
//把上一步新建的节点作为新的头节点
first = newNode;
// 如果头节点为空，也就是说e是第一个元素，newNode既是头节点，也是尾节点。
if (f == null)
last = newNode;
else
// 之前的头节点的前驱节点就是新的头节点
f.prev = newNode;
size++;
modCount++;
}
/**
* Links e as last element.
*/
void linkLast(E e) {
// 操作的思路和linkFirst类似
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++;
}
/**
* Inserts element e before non-null Node succ.
*/
void linkBefore(E e, Node<E> succ) {
// assert succ != null;
// 这里是不是把succ取名作targetNode比较好？
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++;
}
// 上述三个link方法，下面是三个unlink方法。
/**
* Unlinks non-null first node f.
*/
private E unlinkFirst(Node<E> f) {
// assert f == first && f != null;
// 取出要删除的节点的内容和后驱节点。因为是删除头节点，所以它是没有前驱节点的。
final E element = f.item;
final Node<E> next = f.next;
// 被删除节点的内容赋值为null, 也不指向后驱节点。
f.item = null;
f.next = null; // help GC
// 被删节点的后驱节点，接班为新的头节点
first = next;
// 如果被删节点的后驱节点为null，说明整个链表就一个f元素，被删除后，首节点的后驱节点就也为null。
if (next == null)
last = null;
else
// next 已经身为新的首节点了，前驱节点自然也就为null
next.prev = null;
size--;
modCount++;
return element;
}
/**
* Unlinks non-null last node l.
*/
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;
}
/**
* Unlinks non-null node x.
*/
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;
} else {
prev.next = next;
x.prev = null;
}
if (next == null) {
last = prev;
} else {
next.prev = prev;
x.next = null;
}
x.item = null;
size--;
modCount++;
return element;
}
2、针对首尾节点的get、remove、add等操作。
/**
* 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);
}
3、contains()方法，查找某个元素在链表中的位置。没找到返回-1，否则具体的下标。
public boolean contains(Object o) {
return indexOf(o) != -1;
}
public int indexOf(Object o) {
int index = 0;
// 由于链表中是允许存放null的元素，需要判断。
if (o == null) {
for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
if (x.item == null)
return index;
index++;
}
} else {
for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
if (o.equals(x.item))
return index;
index++;
}
}
return -1;
}
4、add()方法，追加在链表的末尾。不能像ArrayList那样在任意位置上追加元素。
public boolean add(E e) {
linkLast(e);
return true;
}
5、remove()方法，核心是遍历链表，从头遍历到尾，逐个unlink()
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;
}
6、addAll()方法，重点需要理解的方法。可分为三个步骤：
（1）找出待添加的节点及其前驱节点。换句话说，就是找到链表需要被插入的位置。
（2）把集合转换为一个子链表
（3）把子链表融入到链表里
public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
checkPositionIndex(index);
//将集合转换为数组，记录数组的长度，如果长度为0，说明不需要添加，则返回。
Object[] a = c.toArray();
int numNew = a.length;
if (numNew == 0)
return false;
//succ是待添加的节点， pred是succ的前驱节点
Node<E> pred, succ;
//如果追加位置等于链表大小，说明是在链表的末尾位置上添加。
if (index == size) {
succ = null;
pred = last;
} else {
// node()方法详细见下文，根据下标位置得到待添加的节点和它的前驱节点。
succ = node(index);
pred = succ.prev;
}
// 循环数组，把数组转换为链表的节点。
for (Object o : a) {
@SuppressWarnings("unchecked") E e = (E) o;
// 这里next为null，可能就是为null, 也可能为待添加的节点succ。
// 第一种对应在链表末尾添加，第二种对应在succ的位置上追加。
Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, null);
if (pred == null)
first = newNode;
else
// 把新建的节点追加至链表
pred.next = newNode;
// 把本次新建的节点==下一次新建节点的前驱节点
pred = newNode;
}
// 链表的尾节点指向
if (succ == null) {
last = pred;
} else {
// 新增的集合融入到链表里
pred.next = succ;
succ.prev = pred;
}
size += numNew;
modCount++;
return true;
}
7、node()方法
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;
}
}
五、内部类
1、Node，每个节点记录了前驱节点和后驱节点，以及自身的节点内容。
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;
}
}
