LinkedList简介
首先看看LinkedList与Collection的关系：
LinkedList的继承关系如下：
LinkedList是一个继承与AbatractSequentialList的双向链表。它也可以被当作堆栈、队列或双端队列进行操作。
LinkedList实现了List接口，能对它进行队列操作。
LinkedList实现了Deque接口，即能将LinkedList当作双端队列使用。
LinkedList实现了java.io.Serializable接口，这意味着LinkedList支持序列化，能通过序列化去传输。
LinkedList是非同步的。
这里插一句，简单说一下AbstractSequentialList，因为LinkedList是其子类。
AbstractSequentialList实现了get(int index)、set(int index, E element)、add(int index, E element)和remove(int index)这些方法。这些接口都是随机访问List的，LinkedList是双向链表，既然它继承与AbstractSequentialList，就相当于已经实现了“get(int index)”这些接口，可以支持随机访问了。
此外，如果我们需要通过AbstractSequentialList实现一个自己的列表，只需要扩展此类，并提供listIterator()和size()方法的实现即可。若要实现不可修改的列表，则需要实现列表迭代器的hashNext、next、hashPrevious、previous和index方法即可。
下面先总览一下LinkedList的构造函数和API:
LinkedList包含三个重要的成员：first、last和size：first是双向链表的表头，last是双向链表的尾节点，size是双向链表中的节点个数。
LinkedList源码分析（基于JDK1.7）
package java.util;
/*双向链表*
/public class LinkedListextends AbstractSequentialListimplements List, Deque, Cloneable, java.io.Serializable{
/*** 这里先说一下transient关键字的用法：* 一个对象只要实现了Serilizable接口，这个对象就可以被序列化，java的这种序列化模式为开发者提供了很多便利，可以不必关系具体序列化的过程，* 只要这个类实现了Serilizable接口，这个的所有属性和方法都会自动序列化。但是有种情况是有些属性是不需要序列号的，所以就用到这个关键字。* 只需要实现Serilizable接口，将不需要序列化的属性前添加关键字transient，序列化对象的时候，这个属性就不会序列化到指定的目的地中。*/
transient int size = 0;
//LinkedList中元素的个数
transient Nodefirst;
//链表的头结点 transient Nodelast; //链表的尾节点 public LinkedList() { //默认构造函数，创建一个空链表 } //按照c中的元素生成一个LinkedList public LinkedList(Collection? extends Ec) { this(); addAll(c); //将c中的元素添加到空链表的尾部 } /***************************** 添加头结点 ********************************/public void addFirst(E e) { linkFirst(e); } private void linkFirst(E e) { final Nodef = first; //f指向头结点//生成一个新结点e，其前向指针为null，后向指针为f final NodenewNode = new Node<>(null, e, f); first = newNode; //first指向新生成的结点，f保存着老的头结点信息 if (f == null) last = newNode; //如果f为null，则表示整个链表目前是空的，则尾结点也指向新结点 else f.prev = newNode; size++; modCount++; //修改次数+1 } /****************** 添加尾节点，与上面添加头结点原理一样 ******************/public void addLast(E e) { linkLast(e); } void linkLast(E e) { final Nodel = last; final NodenewNode = new Node<>(l, e, null); last = newNode; if (l == null) first = newNode; else l.next = newNode; size++; modCount++; } /****************** 在非空节点succ之前插入新节点e ************************/ void linkBefore(E e, Nodesucc) { // assert succ != null; //外界调用需保证succ不为null,否则程序会抛出空指针异常 final Nodepred = succ.prev; //生成一个新结点e,其前向指针指向pred，后向指针指向succ final NodenewNode = new Node<>(pred, e, succ); succ.prev = newNode; //succ的前向指针指向newNode if (pred == null)//如果pred为null，则表示succ为头结点，此时头结点指向最新生成的结点newNode first = newNode; else//pred的后向指针指向新生成的结点，此时已经完成了结点的插入操作 pred.next = newNode; size++; modCount++; } /*********************** 删除头结点,并返回头结点的值 *********************/ public E removeFirst() { final Nodef = first; if (f == null) throw new NoSuchElementException(); return unlinkFirst(f); //private方法 } private E unlinkFirst(Nodef) { // assert f == first && f != null; //需确保f为头结点,且链表不为Null final E element = f.item; //获得节点的值 final Nodenext = f.next; //获得头结点下一个节点 f.item = null; f.next = null; // help GC first = next; if (next == null)//如果next为null，则表示f为last结点，此时链表即为空链表 last = null; else//修改next的前向指针，因为first结点的前向指针为null next.prev = null; size--; modCount++; return element; } /********************** 删除尾节点，并返回尾节点的值 ********************/public E removeLast() { final Nodel = last; if (l == null) throw new NoSuchElementException(); return unlinkLast(l); //private方法 } private E unlinkLast(Nodel) { // assert l == last && l != null; final E element = l.item; final Nodeprev = 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; } /******************** 删除为空节点x，并返回该节点的值 ******************/ E unlink(Nodex) { // assert x != null; //需确保x不为null，否则后续操作会抛出空指针异常 final E element = x.item; final Nodenext = x.next; final Nodeprev = x.prev; if (prev == null) {//如果prev为空，则x结点为first结点，此时first结点指向next结点（x的后向结点） first = next; } else { prev.next = next; //x的前向结点的后向指针指向x的后向结点 x.prev = null; //释放x的前向指针 } if (next == null) {//如果next结点为空，则x结点为尾部结点，此时last结点指向prev结点(x的前向结点) last = prev; } else { next.prev = prev; //x的后向结点的前向指针指向x的前向结点 x.next = null; //释放x的后向指针 } x.item = null; //释放x的值节点,此时x节点可以完全被GC回收 size--; modCount++; return element; } /********************** 获得头结点的值 ********************/ public E getFirst() { final Nodef = first; if (f == null) throw new NoSuchElementException(); return f.item; } /********************** 获得尾结点的值 ********************/ public E getLast() { final Nodel = last; if (l == null) throw new NoSuchElementException(); return l.item; } /*************** 判断元素（值为o）是否在链表中 *************/ public boolean contains(Object o) { return indexOf(o) != -1; //定位元素 } //返回元素个数 public int size() { return size; } //向链表尾部添加元素e public boolean add(E e) { linkLast(e); return true; } /*************** 删除值为o的元素 *************/ public boolean remove(Object o) { if (o == null) { for (Nodex = first; x != null; x = x.next) { if (x.item == null) { //找到即返回 unlink(x); return true; } } } else {//o不为空 for (Nodex = first; x != null; x = x.next) { if (o.equals(x.item)) { unlink(x); return true; } } } return false; } /*************** 将集合e中所有元素添加到链表中 *************/ public boolean addAll(Collection? extends Ec) { return addAll(size, c); }//从index开始，向后添加的 public boolean addAll(int index, Collection? extends Ec) { checkPositionIndex(index); //判断index是否越界 Object[] a = c.toArray(); //将集合c转换为数组 int numNew = a.length; if (numNew == 0) return false; Nodepred, succ; if (index == size) {//即index个节点在尾节点后面 succ = null; pred = last; //pred指向尾节点 } else { succ = node(index); //succ指向第index个节点 pred = succ.prev; //pred指向succ的前向节点 }//for循环结束后，a里面的元素都添加到当前链表里了，向后添加 for (Object o : a) { @SuppressWarnings("unchecked") E e = (E) o; NodenewNode = new Node<>(pred, e, null); if (pred == null) first = newNode; //如果pred为null，则succ为头结点 else pred.next = newNode; //pred的后向指针指向新节点 pred = newNode; //pred指向新节点，即往后移动一个节点，用于下一次循环 } if (succ == null) { //succ为null表示index为尾节点之后 last = pred; } else {//pred表示所有元素添加好之后的最后那个节点，此时pred的后向指针指向之前记录的节点，即index处的节点 pred.next = succ; succ.prev = pred; //之前记录的结点指向添加元素之后的最后结点 } size += numNew; modCount++; return true; } /******************** 清空链表 *************************/ public void clear() { for (Nodex = first; x != null; ) { Nodenext = x.next; x.item = null; //释放值结点，便于GC回收 x.next = null; //释放前向指针 x.prev = null; //释放前后指针 x = next; //后向遍历 } first = last = null; //释放头尾节点 size = 0; modCount++; } /******************* Positional Access Operations ***********************/ //获得第index个节点的值 public E get(int index) { checkElementIndex(index); return node(index).item; } //设置第index元素的值 public E set(int index, E element) { checkElementIndex(index); Nodex = node(index); E oldVal = x.item; x.item = element; return oldVal; } //在index个节点之前添加新的节点 public void add(int index, E element) { checkPositionIndex(index); if (index == size) linkLast(element); else linkBefore(element, node(index)); } //删除第index个节点 public E remove(int index) { checkElementIndex(index); return unlink(node(index)); } //判断index是否为链表中的元素下标 private boolean isElementIndex(int index) { return index >= 0 && index < size; } //判断index是否为链表中的元素下标。。。包含了size private boolean isPositionIndex(int index) { return index >= 0 && index <= size; } private String outOfBoundsMsg(int index) { return "Index: "+index+", Size: "+size; } private void checkElementIndex(int index) { if (!isElementIndex(index)) throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index)); } private void checkPositionIndex(int index) { if (!isPositionIndex(index)) throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index)); } //定位index处的节点 Nodenode(int index) { // assert isElementIndex(index);//index> 1)) { Nodex = first; for (int i = 0; i < index; i++) x = x.next; return x; } else { //index>=size/2时，从尾开始找 Nodex = last; for (int i = size - 1; i > index; i--) x = x.prev; return x; } } /*************************** Search Operations *************************/ //返回首次出现指定元素值o的节点索引 public int indexOf(Object o) { int index = 0; if (o == null) { for (Nodex = first; x != null; x = x.next) { if (x.item == null) return index; index++; } } else { for (Nodex = first; x != null; x = x.next) { if (o.equals(x.item)) return index; index++; } } return -1; //没有则返回-1 } //返回最后一次出现指定元素值o的节点索引 public int lastIndexOf(Object o) { int index = size; if (o == null) { for (Nodex = last; x != null; x = x.prev) { index--; if (x.item == null) return index; } } else { for (Nodex = last; x != null; x = x.prev) { index--; if (o.equals(x.item)) return index; } } return -1; } /***************************** Queue operations ***********************/ //下面是与栈和队列相关的操作了 //实现栈的操作，返回第一个元素的值 public E peek() { final Nodef = first; return (f == null) ? null : f.item; //不删除 } //实现队列操作，返回第一个节点 public E element() { return getFirst(); } //实现栈的操作，弹出第一个节点 public E poll() { final Nodef = first; return (f == null) ? null : unlinkFirst(f); //删除 } //实现队列操作，删除节点 public E remove() { return removeFirst(); } //添加节点 public boolean offer(E e) { return add(e); } /************************* Deque operations **********************/ //下面都是和双端队列相关的操作了//添加头结点 public boolean offerFirst(E e) { addFirst(e); return true; } //添加尾节点 public boolean offerLast(E e) { addLast(e); return true; } //返回头结点的值 public E peekFirst() { final Nodef = first; return (f == null) ? null : f.item; } //返回尾节点的值 public E peekLast() { final Nodel = last; return (l == null) ? null : l.item; } //弹出头结点 public E pollFirst() { final Nodef = first; return (f == null) ? null : unlinkFirst(f); //删除 } //弹出尾节点 public E pollLast() { final Nodel = last; return (l == null) ? null : unlinkLast(l); //删除 } //栈操作，添加头结点 public void push(E e) { addFirst(e); } //栈操作，删除头结点 public E pop() { return removeFirst(); } //删除第一次出现o的节点 public boolean removeFirstOccurrence(Object o) { return remove(o); } //删除最后一次出现o的节点 public boolean removeLastOccurrence(Object o) { if (o == null) { for (Nodex = last; x != null; x = x.prev) { if (x.item == null) { unlink(x); return true; } } } else { for (Nodex = last; x != null; x = x.prev) { if (o.equals(x.item)) { unlink(x); return true; } } } return false; } /************************* ListIterator ***********************/ public ListIteratorlistIterator(int index) { checkPositionIndex(index); return new ListItr(index); //ListItr是一个双向迭代器 } //实现双向迭代器 private class ListItr implements ListIterator{ private NodelastReturned = null;//记录当前节点信息 private Nodenext; //当前节点的后向节点 private int nextIndex; //当前节点的索引 private int expectedModCount = modCount; //修改次数 ListItr(int index) { // assert isPositionIndex(index); next = (index == size) ? null : node(index); nextIndex = index; } public boolean hasNext() { return nextIndex < size; } public E next() { checkForComodification(); if (!hasNext()) throw new NoSuchElementException(); lastReturned = next; //记录当前节点 next = next.next; //向后移动一个位置 nextIndex++; //节点索引+1 return lastReturned.item; //返回当前节点的值 } public boolean hasPrevious() { return nextIndex > 0; }//返回前向节点的值 public E previous() { checkForComodification(); if (!hasPrevious()) throw new NoSuchElementException(); lastReturned = next = (next == null) ? last : next.prev; nextIndex--; return lastReturned.item; } public int nextIndex() { //返回当前节点的索引 return nextIndex; } public int previousIndex() { //返回当前节点的前一个索引 return nextIndex - 1; } public void remove() { //删除当前节点 checkForComodification(); if (lastReturned == null) throw new IllegalStateException(); NodelastNext = lastReturned.next; unlink(lastReturned); if (next == lastReturned) next = lastNext; else nextIndex--; lastReturned = null; expectedModCount++; } public void set(E e) { //设置当前节点的值 if (lastReturned == null) throw new IllegalStateException(); checkForComodification(); lastReturned.item = e; }//在当前节点前面插入新节点信息 public void add(E e) { checkForComodification(); lastReturned = null; if (next == null) linkLast(e); else linkBefore(e, next); nextIndex++; expectedModCount++; } final void checkForComodification() { if (modCount != expectedModCount) throw new ConcurrentModificationException(); } } private static class Node{ E item; Nodenext; Nodeprev; Node(Nodeprev, E element, Nodenext) { this.item = element; this.next = next; this.prev = prev; } } //返回前向迭代器 public IteratordescendingIterator() { return new DescendingIterator(); } //通过ListItr.previous来提供前向迭代器，方向与原来相反 private class DescendingIterator implements Iterator{ private final ListItr itr = new ListItr(size()); public boolean hasNext() { return itr.hasPrevious(); } public E next() { return itr.previous(); } public void remove() { itr.remove(); } } @SuppressWarnings("unchecked") private LinkedListsuperClone() { try { return (LinkedList) super.clone(); } catch (CloneNotSupportedException e) { throw new InternalError(); } } //克隆操作，执行浅拷贝，只复制引用，没有复制引用指向的内存 public Object clone() { LinkedListclone = superClone(); // Put clone into "virgin" state clone.first = clone.last = null; clone.size = 0; clone.modCount = 0; // Initialize clone with our elements for (Nodex = first; x != null; x = x.next) clone.add(x.item); return clone; } /*************************** toArray ****************************/ //返回LinkedList的Object[]数组public Object[] toArray() { Object[] result = new Object[size]; int i = 0; for (Nodex = first; x != null; x = x.next) result[i++] = x.item; return result; } //返回LinkedList的模板数组，存储在a中 @SuppressWarnings("unchecked") publicT[] toArray(T[] a) { if (a.length < size)//如果a的大小 < LinkedList的元素个数，意味着数组a不能容纳LinkedList的全部元素//则新建一个T[]数组，T[]的大小为LinkedList大小，并将T[]赋给a a = (T[])java.lang.reflect.Array.newInstance( a.getClass().getComponentType(), size);//如果a大小够容纳LinkedList的全部元素 int i = 0; Object[] result = a; for (Nodex = first; x != null; x = x.next) result[i++] = x.item; if (a.length > size) a[size] = null; return a; } private static final long serialVersionUID = 876323262645176354L; /************************* Serializable **************************/ //java.io.Serializable的写入函数 //将LinkedList的“容量，所有元素值”写入到输出流中 private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s) throws java.io.IOException { // Write out any hidden serialization magic s.defaultWriteObject(); // Write out size s.writeInt(size); //写入容量 // Write out all elements in the proper order. for (Node x = first; x != null; x = x.next) //写入所有数据
s.writeObject(x.item);
}
//java.io.Serializable的读取函数：根据写入方式反向读出
//先将LinkedList的“容量”读出，然后将“所有元素值”读出
@SuppressWarnings("unchecked")
private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {
// Read in any hidden serialization magic
s.defaultReadObject();
// Read in size
int size = s.readInt(); //读出容量
// Read in all elements in the proper order.
for (int i = 0; i < size; i++) //读出所有元素值
linkLast((E)s.readObject());
}
}
总结一下：
1）. LinkedList是通过双向链表去实现的。
2）. 从LinkedList的实现方式中可以看出，它不存在容量不足的问题，因为是链表。
3）. LinkedList实现java.io.Serializable的方式。当写入到输出流时，先写入“容量”，再依次写出“每一个元素”；当读出输入流时，先读取“容量”，再依次读取“每一个元素”。
4）. LinkdedList的克隆函数，即是将全部元素克隆到一个新的LinkedList中。
5）. 由于LinkedList实现了Deque，而Deque接口定义了在双端队列两端访问元素的方法。提供插入、移除和检查元素的方法。
6）. LinkedList可以作为FIFO（先进先出）的队列，作为FIFO的队列时，下标的方法等价：
LinkedList遍历方式
LinkedList支持多种遍历方式，建议不要采用随机访问的方式去遍历LinkedList，而采用逐个遍历的方式。下面我们来看看每种遍历方式：
1）. 通过Iterator迭代器遍历
2）. 通过快速随机访问遍历
3）. 通过for循环遍历
4）. 通过pollFirst()或pollLast()来遍历
5）. 通过removeFirst()或removeLast()来遍历
由此可见，遍历LinkedList时，使用removeFirst()或removeLast()效率最高。但是用它们遍历会删除原始数据；若只是单纯的取数据，而不删除，建议用迭代器方式或者for-each方式。
无论如何，千万不要用随机访问去遍历LinkedList！除非脑门儿被驴给踢了... ...
LinkedList源码就讨论这么多，如果错误，欢迎留言指正~
