1.概覽

LinkedList是java的動態數組另一種實現方式，底層是基於雙向鏈表，而不是數組。

public class LinkedList<E>
    extends AbstractSequentialList<E>
    implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable

LinkedList實現了動態數組與雙向隊列兩個接口，提供了兩種方法集合，可以用來實現隊列、棧之類的功能。

2. 成員變量

先來看成員變量

    transient int size = 0;
    
    transient Node<E> first;
    
    transient Node<E> last;

    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;
        }
    }
 

鏈表一般就是有個head的節點就能完成對應的工作。LinkedList實現了雙向鏈表，除了head,還有一個last節點和一個size參數，這主要是為了效率考慮，不然查詢一次長度或者尾都得來一次全鏈路叠代，太慢了。Node內部類就不說了，非常簡單的一個節點類。

3. 方法

3.1 構造方法

    
    public LinkedList() {
        // 此時first=last=null,size=0
    }
    
    public LinkedList(Collection<? extends E> c) {
        this();
        addAll(c);
    }
    
 

3.2 添加元素

添加一個元素

    public boolean add(E e) {
        linkLast(e);
        return true;
    }
    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++;
    }    
 

很簡單的添加邏輯，再來看一下addAll的實現

    public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
        return addAll(size, c);
    }
    
    public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
        checkPositionIndex(index);

        Object[] a = c.toArray();
        int numNew = a.length;
        if (numNew == 0)
            return false;

        Node<E> pred, succ;
        if (index == size) {
            succ = null;
            pred = last;
        } else {
            succ = node(index);
            pred = succ.prev;
        }

        for (Object o : a) {
            @SuppressWarnings("unchecked") E e = (E) o;
            Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, null);
            if (pred == null)
                first = newNode;
            else
                pred.next = newNode;
            pred = newNode;
        }

        if (succ == null) {
            last = pred;
        } else {
            pred.next = succ;
            succ.prev = pred;
        }

        size += numNew;
        modCount++;
        return true;
    }

3.3 刪除元素

    public E remove(int index) {
        checkElementIndex(index);
        return unlink(node(index));
    }
    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;
    }

3.4 修改元素

    public E set(int index, E element) {
        checkElementIndex(index);
        Node<E> x = node(index);
        E oldVal = x.item;
        x.item = element;
        return oldVal;
    }

3.5 檢索元素

    public E get(int index) {
        checkElementIndex(index);
        return node(index).item;
    }
    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;
        }
    }

檢索是LinkedList比較值得看的一個方法，java的實現很簡單，先判斷index是大於當前size的一半還是小於，如果是大於則從尾節點往前否則從首結點往後檢索。從代碼上看，雖然雙向鏈表的實現讓性能快了一點，但還是O(n)的耗時，我覺得後續版本的優化可以向HashMap那樣，當判斷LinkedList的size大於一個閾值時可以將雙向鏈接改造為紅黑樹或者跳表，從而實現O(lgn)的性能，當然這樣也對空間消耗更多一點。

3.6 清空元素

    public void clear() {
        // Clearing all of the links between nodes is "unnecessary", but:
        // - helps a generational GC if the discarded nodes inhabit
        //   more than one generation
        // - is sure to free memory even if there is a reachable Iterator
        for (Node<E> x = first; x != null; ) {
            Node<E> next = x.next;
            x.item = null;
            x.next = null;
            x.prev = null;
            x = next;
        }
        first = last = null;
        size = 0;
        modCount++;
    }

從代碼上看，LinkedList的clear方法是沒有內存泄漏問題的，註意有個for循環，這裏是為了gc優化。

java基礎集合類——LinkedList 源碼略讀