前言
LinkedList ，基于节点实现的双向链表的 List ，每个节点都指向前一个和后一个节点从而形成链表。
LinkedList集合同时具有List集合和Queue集合的基本特征
类图
如下 1 个接口是少于 ArrayList 的：
java.util.RandomAccess 接口，LinkedList 不同于 ArrayList 的很大一点，不支持随机访问。
如下 1 个接口是多于 ArrayList 的：
java.util.Deque 接口，提供双端队列的功能，LinkedList 支持快速的在头尾添加元素和读取元素，所以很容易实现该特性。
因为实现 Deque 即可以作为队列使用，也可以作为栈使用。当然，作为双端队列，也是可以的
继承了 java.util.AbstractSequentialList 抽象类，它是 AbstractList 的子类，实现了只能连续访问“数据存储”（例如说链表）的 #get(int index)、#add(int index, E element) 等等随机操作的方法
所以
对于支持随机访问数据的继承 AbstractList 抽象类，不支持的继承 AbstractSequentialList 抽象类。
通过 Node 节点指向前后节点，从而形成双向链表。
first 和 last 属性：链表的头尾指针。
在初始时候，first 和 last 指向 null ，因为此时暂时没有 Node 节点。
在添加完首个节点后，创建对应的 Node 节点 node1 ，前后指向 null 。此时，first 和 last 指向该 Node 节点。
继续添加一个节点后，创建对应的 Node 节点 node2 ，其 prev = node1 和 next = null ，而 node1 的 prev = null 和 next = node2 。此时，first 保持不变，指向 node1 ，last 发生改变，指向 node2 。
size 属性：链表的节点数量。通过它进行计数，避免每次需要 List 大小时，需要从头到尾的遍历。
对应代码如下：
// LinkedList.java
/**
* 链表大小
*/
transient int size = 0;
/**
* 头节点
*
* Pointer to first node.
*/
transient Node<E> first;
/**
* 尾节点
*
* Pointer to last node.
*/
transient Node<E> last;
/**
* 节点
*
* @param <E> 元素泛型
*/
private static class Node<E> {
/**
* 元素
*/
E item;
/**
* 前一个节点
*/
Node<E> next;
/**
* 后一个节点
*/
Node<E> prev;
Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
this.item = element;
this.next = next;
this.prev = prev;
}
}
构造方法
LinkedList 一共有两个构造方法，我们分别来看看。代码如下：
public LinkedList() {
}
public LinkedList(Collection<? extends E> c) {
this();
// 添加 c 到链表中
addAll(c);
}
相比 ArrayList 来说，因为没有容量一说，所以不需要提供 #ArrayList(int initialCapacity) 这样的构造方法。
为什么ArrayList需要制定容量而LinkedList不需要？
因为ArrayList需要连续的内存空间碎片而LinkedList不需奥
添加单个元素
public boolean add(E e) {
// <X> 添加末尾
linkLast(e);
return true;
}
void linkLast(E e) {
// <1> 记录原 last 节点
final Node<E> l = last;
// <2> 创建新节点
// 第一个参数表示，newNode 的前一个节点为 l 。
// 第二个参数表示，e 为元素。
// 第三个参数表示，newNode 的后一个节点为 null 。
final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
// <3> last 指向新节点
last = newNode;
// <4.1> 如果原 last 为 null ，说明 first 也为空，则 first 也指向新节点
if (l == null)
first = newNode;
// <4.2> 如果原 last 非 null ，说明 first 也非空，则原 last 的 next 指向新节点。
else
l.next = newNode;
// <5> 增加链表大小
size++;
// <6> 增加数组修改次数
modCount++;
}
处，调用 #linkLast(E e) 方法，将新元素添加到链表的尾巴。所以，#add(E e) 方法，实际就是 #linkLast(E e) 方法。
总体来说，代码实现比较简单。重点就是对 last 的处理。
相比 ArrayList 来说，无需考虑容量不够时的扩容。
add(int index, E element)
public void add(int index, E element) {
// 校验不要超过范围
checkPositionIndex(index);
// <1> 如果刚好等于链表大小，直接添加到尾部即可
if (index == size)
linkLast(element);
// <2> 添加到第 index 的节点的前面
else
linkBefore(element, node(index));
}
<1> 处，如果刚好等于链表大小，直接调用 #linkLast(E element) 方法，添加到尾部即可。
<2> 处，先调用 #node(int index) 方法，获得第 index 位置的 Node 节点 node 。然后，调用 #linkBefore(E element, Node node) 方法，将新节点添加到 node 的前面。相当于说，node 的前一个节点的 next 指向新节点，node 的 prev 指向新节点。
#node(int index) 方法，获得第 index 个 Node 节点。代码如下：
Node<E> node(int index) {
// assert isElementIndex(index);
// 如果 index 小于 size 的一半，就正序遍历，获得第 index 个节点
if (index < (size >> 1)) {
Node<E> x = first;
for (int i = 0; i < index; i++)
x = x.next;
return x;
// 如果 index 大于 size 的一半，就倒序遍历，获得第 index 个节点
} else {
Node<E> x = last;
for (int i = size - 1; i > index; i--)
x = x.prev;
return x;
}
}
这里 LinkedList 做的一个小骚操作，根据 index 是否超过链表的一半大小，选择是否使用倒序遍历替代正序遍历，从而减少遍历次数
linkBefore(E e, Node succ) 方法，添加元素 e 到 succ 节点的前面。代码如下：
void linkBefore(E e, Node<E> succ) {
// assert succ != null;
// 获得 succ 的前一个节点
final Node<E> pred = succ.prev;
// 创建新的节点 newNode
final Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, succ);
// <Y> 设置 succ 的前一个节点为新节点
succ.prev = newNode;
// 如果 pred 为 null ，说明 first 也为空，则 first 也指向新节点
if (pred == null)
first = newNode;
// 如果 pred 非 null ，说明 first 也为空，则 pred 也指向新节点
else
pred.next = newNode;
// 增加链表大小
size++;
// 增加数组修改次数
modCount++;
}
因为 LinkedList 实现了 Deque 接口，所以它实现了 #addFirst(E e) 和 #addLast(E e) 方法，分别添加元素到链表的头尾。代码如下
// LinkedList.java 实现 Deque 接口
public void addFirst(E e) {
linkFirst(e);
}
public boolean offerFirst(E e) {
addFirst(e); // 调用上面的方法
return true;
}
public void addLast(E e) {
linkLast(e);
}
public boolean offerLast(E e) {
addLast(e); // 调用上面的方法
return true;
}
addFirst(E e) 方法，调用 #linkFirst(E e) 方法，添加元素到队头。代码如下：
private void linkFirst(E e) {
// 记录原 first 节点
final Node<E> f = first;
// 创建新节点
final Node<E> newNode = new Node<>(null, e, f);
// first 指向新节点
first = newNode;
// 如果原 first 为空，说明 last 也为空，则 last 也指向新节点
if (f == null)
last = newNode;
// 如果原 first 非空，说明 last 也非空，则原 first 的 next 指向新节点。
else
f.prev = newNode;
// 增加链表大小
size++;
// 增加数组修改次数
modCount++;
}
因为 LinkedList 实现了 Queue 接口，所以它实现了 #push(E e) 和 #offer(E e) 方法，添加元素到链表的头尾。代码如下
// LinkedList.java 实现 Queue 接口
public void push(E e) {
addFirst(e);
}
public boolean offer(E e) {
return add(e);
}
链表扩容
LinkedList 不存在扩容的需求，因为通过 Node 的前后指向即可。
移除单个元素
// LinkedList.java
public E remove(int index) {
checkElementIndex(index);
// 获得第 index 的 Node 节点，然后进行移除。
return unlink(node(index));
}
首先，调用 #node(int index) 方法，获得第 index 的 Node 节点。然后偶，调用 #unlink(Node x) 方法，移除该节点。
#unlink(Node x) 方法，代码如下：
E unlink(Node<E> x) {
// assert x != null;
// <1> 获得 x 的前后节点 prev、next
final E element = x.item;
final Node<E> next = x.next;
final Node<E> prev = x.prev;
// <2> 将 prev 的 next 指向下一个节点
if (prev == null) { // <2.1> 如果 prev 为空，说明 first 被移除，则直接将 first 指向 next
first = next;
} else { // <2.2> 如果 prev 非空
prev.next = next; // prev 的 next 指向 next
x.prev = null; // x 的 pre 指向 null
}
// <3> 将 next 的 prev 指向上一个节点
if (next == null) { // <3.1> 如果 next 为空，说明 last 被移除，则直接将 last 指向 prev
last = prev;
} else { // <3.2> 如果 next 非空
next.prev = prev; // next 的 prev 指向 prev
x.next = null; // x 的 next 指向 null
}
// <4> 将 x 的 item 设置为 null ，帮助 GC
x.item = null;
// <5> 减少链表大小
size--;
// <6> 增加数组的修改次数
modCount++;
return element;
}
**#remove(Object o) 方法，移除首个为 o 的元素，并返回是否移除到。代码如下：**
// LinkedList.java
public boolean remove(Object o) {
if (o == null) { // o 为 null 的情况
// 顺序遍历，找到 null 的元素后，进行移除
for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
if (x.item == null) {
unlink(x);
return true;
}
}
} else {
// 顺序遍历，找到等于 o 的元素后，进行移除
for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
if (o.equals(x.item)) {
unlink(x);
return true;
}
}
}
return false;
}
#removeFirstOccurrence(Object o) 和 #removeLastOccurrence(Object o) 方法，分别实现移除链表首个节点和最后节点。代码如下：
**// LinkedList.java 实现 Deque 接口
public boolean removeFirstOccurrence(Object o) { // 移除首个
return remove(o);
}
public boolean removeLastOccurrence(Object o) {
if (o == null) { // o 为 null 的情况
// 倒序遍历，找到 null 的元素后，进行移除
for (Node<E> x = last; x != null; x = x.prev) {
if (x.item == null) {
unlink(x);
return true;
}
}
} else {
// 倒序遍历，找到等于 o 的元素后，进行移除
for (Node<E> x = last; x != null; x = x.prev) {
if (o.equals(x.item)) {
unlink(x);
return true;
}
}
}
return false;
}**
#remove() 方法，移除链表首个节点。代码如下：
public E remove() {
return removeFirst();
}
public E removeFirst() {
final Node<E> f = first;
// <1> 如果链表为空，抛出 NoSuchElementException 异常
if (f == null)
throw new NoSuchElementException();
// <2> 移除链表时首个元素
return unlinkFirst(f);
}
private E unlinkFirst(Node<E> f) {
// assert f == first && f != null;
final E element = f.item;
// 获得 f 的下一个节点
final Node<E> next = f.next;
// 设置 f 的 item 为 null ，帮助 GC
f.item = null;
// 设置 f 的 next 为 null ，帮助 GC
f.next = null; // help GC
// 修改 fisrt 指向 next
first = next;
// 修改 next 节点的 prev 指向 null
if (next == null) // 如果链表只有一个元素，说明被移除后，队列就是空的，则 last 设置为 null
last = null;
else
next.prev = null;
// 链表大小减一
size--;
// 增加数组修改次数
modCount++;
return element;
}
#removeLast() 方法，移除链表最后一个节点。代码如下：
// LinkedList.java 实现 Deque 接口
public E removeLast() {
final Node<E> l = last;
// 如果链表为空，则抛出 NoSuchElementException 移除
if (l == null)
throw new NoSuchElementException();
// 移除链表的最后一个元素
return unlinkLast(l);
}
private E unlinkLast(Node<E> l) {
// assert l == last && l != null;
final E element = l.item;
// 获得 f 的上一个节点
final Node<E> prev = l.prev;
// 设置 l 的 item 为 null ，帮助 GC
l.item = null;
// 设置 l 的 prev 为 null ，帮助 GC
l.prev = null; // help GC
// 修改 last 指向 prev
last = prev;
// 修改 prev 节点的 next 指向 null
if (prev == null) // 如果链表只有一个元素，说明被移除后，队列就是空的，则 first 设置为 null
first = null;
else
prev.next = null;
// 链表大小减一
size--;
// 增加数组修改次数
modCount++;
return element;
}
**查找单个元素**
```java
public int indexOf(Object o) {
int index = 0;
if (o == null) { // 如果 o 为 null 的情况
// 顺序遍历，如果 item 为 null 的节点，进行返回
for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
if (x.item == null)
return index; // 找到
index++;
}
} else { // 如果 o 非 null 的情况
// 顺序遍历，如果 item 为 o 的节点，进行返回
for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
if (o.equals(x.item))
return index; // 找到
index++;
}
}
// 未找到
return -1;
}
#contains(Object o) 方法就是基于该方法实现。代码如下：
public boolean contains(Object o) {
return indexOf(o) >= 0;
}
有时我们需要查找最后一个为指定元素的位置，所以会使用到 #lastIndexOf(Object o) 方法。代码如下：
public int lastIndexOf(Object o) {
int index = size;
if (o == null) { // 如果 o 为 null 的情况
// 倒序遍历，如果 item 为 null 的节点，进行返回
for (Node<E> x = last; x != null; x = x.prev) {
index--;
if (x.item == null)
return index; // 找到
}
} else { // 如果 o 非 null 的情况
// 倒序遍历，如果 item 为 o 的节点，进行返回
for (Node<E> x = last; x != null; x = x.prev) {
index--;
if (o.equals(x.item))
return index; // 找到
}
}
// 未找到
return -1;
}
获得指定位置的元素
get(int index) 方法，获得指定位置的元素。代码如下
JDK
精尽 JDK 源码解析 —— 集合（二）链表 LinkedList
考虑到 LinkedList 和 ArrayList 是 List 绝代双骄，所以本文在编写的时候，尽量保持标题一致，方便胖友对比。
相比来说，LinkedList 会简单蛮多。看完本文后，胖友可以试着做下 设计链表 题目。
- 概述
LinkedList ，基于节点实现的双向链表的 List ，每个节点都指向前一个和后一个节点从而形成链表。
相比 ArrayList 来说，我们日常开发使用 LinkedList 相对比较少。如果胖友打开 IDEA ，搜下项目中 LinkedList 后，会发现使用的少之又少。
- 类图
LinkedList 实现的接口、继承的抽象类，如下图所示：类图
类图
如下 3 个接口是 ArrayList 一致的：
java.util.List 接口
java.io.Serializable 接口
java.lang.Cloneable 接口
如下 1 个接口是少于 ArrayList 的：
java.util.RandomAccess 接口，LinkedList 不同于 ArrayList 的很大一点，不支持随机访问。
如下 1 个接口是多于 ArrayList 的：
java.util.Deque 接口，提供双端队列的功能，LinkedList 支持快速的在头尾添加元素和读取元素，所以很容易实现该特性。
注意，以为 LinkedList 实现了 Deque 接口，所以我们在 「5. 添加单个元素」 和 「7. 移除单个元素」 中，会看到多种方法，胖友可以快速看过去即可。😈 因为确实蛮多的。
也因为实现 Deque 即可以作为队列使用，也可以作为栈使用。当然，作为双端队列，也是可以的。
继承了 java.util.AbstractSequentialList 抽象类，它是 AbstractList 的子类，实现了只能连续访问“数据存储”（例如说链表）的 #get(int index)、#add(int index, E element) 等等随机操作的方法。可能这样表述有点抽象，胖友点到 java.util.AbstractSequentialList 抽象类中看看这几个方法，基于迭代器顺序遍历后，从而实现后续的操作。
但是呢，LinkedList 和 ArrayList 多是一个有点“脾气”的小伙子，都为了结合自身的特性，更加高效的实现，多选择了重写了 AbstractSequentialList 的方法，嘿嘿。
不过一般情况下，对于支持随机访问数据的继承 AbstractList 抽象类，不支持的继承 AbstractSequentialList 抽象类。
3. 属性
LinkedList 一共有 3 个属性。如下图所示：
LinkedList
LinkedList
通过 Node 节点指向前后节点，从而形成双向链表。
first 和 last 属性：链表的头尾指针。
在初始时候，first 和 last 指向 null ，因为此时暂时没有 Node 节点。
在添加完首个节点后，创建对应的 Node 节点 node1 ，前后指向 null 。此时，first 和 last 指向该 Node 节点。
继续添加一个节点后，创建对应的 Node 节点 node2 ，其 prev = node1 和 next = null ，而 node1 的 prev = null 和 next = node2 。此时，first 保持不变，指向 node1 ，last 发生改变，指向 node2 。
size 属性：链表的节点数量。通过它进行计数，避免每次需要 List 大小时，需要从头到尾的遍历。
对应代码如下：
// LinkedList.java
/**
- 链表大小
*/
transient int size = 0;
/**
- 头节点
- Pointer to first node.
*/
transient Node first;
/**
- 尾节点
- Pointer to last node.
*/
transient Node last;
/**
-
节点
-
@param 元素泛型
*/
private static class Node {/**
- 元素
/
E item;
/* - 前一个节点
/
Node next;
/* - 后一个节点
*/
Node prev;
Node(Node prev, E element, Node next) {
this.item = element;
this.next = next;
this.prev = prev;
} - 元素
}
4. 构造方法
ArrayList 一共有两个构造方法，我们分别来看看。代码如下：
public LinkedList() {
}
public LinkedList(Collection<? extends E> c) {
this();
// 添加 c 到链表中
addAll©;
}
相比 ArrayList 来说，因为没有容量一说，所以不需要提供 #ArrayList(int initialCapacity) 这样的构造方法。
- 添加单个元素
#add(E e) 方法，顺序添加单个元素到链表。代码如下：
// LinkedList.java
public boolean add(E e) {
// 添加末尾
linkLast(e);
return true;
}
void linkLast(E e) {
// <1> 记录原 last 节点
final Node l = last;
// <2> 创建新节点
// 第一个参数表示，newNode 的前一个节点为 l 。
// 第二个参数表示，e 为元素。
// 第三个参数表示，newNode 的后一个节点为 null 。
final Node newNode = new Node<>(l, e, null);
// <3> last 指向新节点
last = newNode;
// <4.1> 如果原 last 为 null ，说明 first 也为空，则 first 也指向新节点
if (l == null)
first = newNode;
// <4.2> 如果原 last 非 null ，说明 first 也非空，则原 last 的 next 指向新节点。
else
l.next = newNode;
// <5> 增加链表大小
size++;
// <6> 增加数组修改次数
modCount++;
}
处，调用 #linkLast(E e) 方法，将新元素添加到链表的尾巴。所以，#add(E e) 方法，实际就是 #linkLast(E e) 方法。
总体来说，代码实现比较简单。重点就是对 last 的处理。
相比 ArrayList 来说，无需考虑容量不够时的扩容。
看懂这个方法后，我们来看看 #add(int index, E element) 方法，插入单个元素到指定位置。代码如下：
// LinkedList.java
public void add(int index, E element) {
// 校验不要超过范围
checkPositionIndex(index);
// <1> 如果刚好等于链表大小，直接添加到尾部即可
if (index == size)
linkLast(element);
// <2> 添加到第 index 的节点的前面
else
linkBefore(element, node(index));
}
<1> 处，如果刚好等于链表大小，直接调用 #linkLast(E element) 方法，添加到尾部即可。
<2> 处，先调用 #node(int index) 方法，获得第 index 位置的 Node 节点 node 。然后，调用 #linkBefore(E element, Node node) 方法，将新节点添加到 node 的前面。相当于说，node 的前一个节点的 next 指向新节点，node 的 prev 指向新节点。
#node(int index) 方法，获得第 index 个 Node 节点。代码如下：
// LinkedList.java
Node node(int index) {
// assert isElementIndex(index);
// 如果 index 小于 size 的一半，就正序遍历，获得第 index 个节点
if (index < (size >> 1)) {
Node<E> x = first;
for (int i = 0; i < index; i++)
x = x.next;
return x;
// 如果 index 大于 size 的一半，就倒序遍历，获得第 index 个节点
} else {
Node<E> x = last;
for (int i = size - 1; i > index; i--)
x = x.prev;
return x;
}
}
这里 LinkedList 做的一个小骚操作，根据 index 是否超过链表的一半大小，选择是否使用倒序遍历替代正序遍历，从而减少遍历次数。
#linkBefore(E e, Node succ) 方法，添加元素 e 到 succ 节点的前面。代码如下：
// LinkedList.java
void linkBefore(E e, Node succ) {
// assert succ != null;
// 获得 succ 的前一个节点
final Node pred = succ.prev;
// 创建新的节点 newNode
final Node newNode = new Node<>(pred, e, succ);
// 设置 succ 的前一个节点为新节点
succ.prev = newNode;
// 如果 pred 为 null ，说明 first 也为空，则 first 也指向新节点
if (pred == null)
first = newNode;
// 如果 pred 非 null ，说明 first 也为空，则 pred 也指向新节点
else
pred.next = newNode;
// 增加链表大小
size++;
// 增加数组修改次数
modCount++;
}
逻辑上，和 #linkLast(E e) 方法差不多。差别在于 处，设置 succ 的前一个节点为新节点。
因为 LinkedList 实现了 Deque 接口，所以它实现了 #addFirst(E e) 和 #addLast(E e) 方法，分别添加元素到链表的头尾。代码如下：
// LinkedList.java 实现 Deque 接口
public void addFirst(E e) {
linkFirst(e);
}
public boolean offerFirst(E e) {
addFirst(e); // 调用上面的方法
return true;
}
public void addLast(E e) {
linkLast(e);
}
public boolean offerLast(E e) {
addLast(e); // 调用上面的方法
return true;
}
#linkLast(E e) 方法，和 #add(E e) 方法是一致的，就不哔哔了。
#addFirst(E e) 方法，调用 #linkFirst(E e) 方法，添加元素到队头。代码如下：
// LinkedList.java
private void linkFirst(E e) {
// 记录原 first 节点
final Node f = first;
// 创建新节点
final Node newNode = new Node<>(null, e, f);
// first 指向新节点
first = newNode;
// 如果原 first 为空，说明 last 也为空，则 last 也指向新节点
if (f == null)
last = newNode;
// 如果原 first 非空，说明 last 也非空，则原 first 的 next 指向新节点。
else
f.prev = newNode;
// 增加链表大小
size++;
// 增加数组修改次数
modCount++;
}
逻辑上，和 #linkLast(E e) 方法差不多。就不重复哔哔了。
因为 LinkedList 实现了 Queue 接口，所以它实现了 #push(E e) 和 #offer(E e) 方法，添加元素到链表的头尾。代码如下：
// LinkedList.java 实现 Queue 接口
public void push(E e) {
addFirst(e);
}
public boolean offer(E e) {
return add(e);
}
总的来说，添加单个元素，分成三个情况：
添加元素到队头
添加元素到队尾
添加元素到中间
对于链表的操作，代码会比较简洁，胖友如果不太理解，可以在草稿纸上手绘下整个过程。
-
链表扩容
LinkedList 不存在扩容的需求，因为通过 Node 的前后指向即可。 -
添加多个元素
#addAll(Collection<? extends E> c) 方法，批量添加多个元素。代码如下：
// LinkedList.java
public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
return addAll(size, c);
}
public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
checkPositionIndex(index);
// <1> 将 c 转成 a 数组
Object[] a = c.toArray();
int numNew = a.length;
if (numNew == 0) // 如果无添加元素，直接返回 false 数组未变更
return false;
// <2> 获得第 index 位置的节点 succ ，和其前一个节点 pred
Node<E> pred, succ;
if (index == size) { // 如果 index 就是链表大小，那说明插入队尾，所以 succ 为 null ，pred 为 last 。
succ = null;
pred = last;
} else { // 如果 index 小于链表大小，则 succ 是第 index 个节点，prev 是 succ 的前一个二节点。
succ = node(index);
pred = succ.prev;
}
// <3> 遍历 a 数组，添加到 pred 的后面
for (Object o : a) {
// 创建新节点
@SuppressWarnings("unchecked") E e = (E) o;
Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, null);
// 如果 pred 为 null ，说明 first 也为 null ，则直接将 first 指向新节点
if (pred == null)
first = newNode;
// pred 下一个指向新节点
else
pred.next = newNode;
// 修改 pred 指向新节点
pred = newNode;
}
// <4> 修改 succ 和 pred 的指向
if (succ == null) { // 如果 succ 为 null ，说明插入队尾，则直接修改 last 指向最后一个 pred
last = pred;
} else { // 如果 succ 非 null ，说明插入到 succ 的前面
pred.next = succ; // prev 下一个指向 succ
succ.prev = pred; // succes 前一个指向 pred
}
// <5> 增加链表大小
size += numNew;
// <6> 增加数组修改次数
modCount++;
// 返回 true 数组有变更
return true;
}
#addAll(Collection<? extends E> c) 方法，其内部调用的是 #addAll(int index, Collection<? extends E> c) 方法，表示在队列之后，继续添加 c 集合。
<2> 处，获得第 index 位置的节点 succ ，和其前一个节点 pred 。分成两种情况，胖友自己看注释。实际上，ArrayList 在添加 c 集合的时候，也是分成跟 LinkedList 一样的两种情况，只是说 LinkedList 在一个方法统一实现了。
<3> 处，遍历 a 数组，添加到 pred 的后面。其实，我们可以把 pred 理解成“尾巴”，然后不断的指向新节点，而新节点又称为新的 pred 尾巴。如此反复插入~
<4> 处，修改 succ 和 pred 的指向。根据 <2> 处分的两种情况，进行处理。
😈 虽然很长，但是还是很简单的。
8. 移除单个元素
#remove(int index) 方法，移除指定位置的元素，并返回该位置的原元素。代码如下：
// LinkedList.java
public E remove(int index) {
checkElementIndex(index);
// 获得第 index 的 Node 节点，然后进行移除。
return unlink(node(index));
}
首先，调用 #node(int index) 方法，获得第 index 的 Node 节点。然后偶，调用 #unlink(Node x) 方法，移除该节点。
#unlink(Node x) 方法，代码如下：
// LinkedList.java
E unlink(Node x) {
// assert x != null;
// <1> 获得 x 的前后节点 prev、next
final E element = x.item;
final Node next = x.next;
final Node prev = x.prev;
// <2> 将 prev 的 next 指向下一个节点
if (prev == null) { // <2.1> 如果 prev 为空，说明 first 被移除，则直接将 first 指向 next
first = next;
} else { // <2.2> 如果 prev 非空
prev.next = next; // prev 的 next 指向 next
x.prev = null; // x 的 pre 指向 null
}
// <3> 将 next 的 prev 指向上一个节点
if (next == null) { // <3.1> 如果 next 为空，说明 last 被移除，则直接将 last 指向 prev
last = prev;
} else { // <3.2> 如果 next 非空
next.prev = prev; // next 的 prev 指向 prev
x.next = null; // x 的 next 指向 null
}
// <4> 将 x 的 item 设置为 null ，帮助 GC
x.item = null;
// <5> 减少链表大小
size--;
// <6> 增加数组的修改次数
modCount++;
return element;
}
<2> 处，将 prev 的 next 指向下一个节点。其中，<2.1> 处，是移除队头 first 的情况。
<3> 处，将 next 的 prev 指向上一个节点。其中，❤️.1> 处，如果 next 为空，说明队尾 last 被移除的情况。
其它步骤，胖友自己看看代码注释。
#remove(Object o) 方法，移除首个为 o 的元素，并返回是否移除到。代码如下：
// LinkedList.java
public boolean remove(Object o) {
if (o == null) { // o 为 null 的情况
// 顺序遍历，找到 null 的元素后，进行移除
for (Node x = first; x != null; x = x.next) {
if (x.item == null) {
unlink(x);
return true;
}
}
} else {
// 顺序遍历，找到等于 o 的元素后，进行移除
for (Node x = first; x != null; x = x.next) {
if (o.equals(x.item)) {
unlink(x);
return true;
}
}
}
return false;
}
相比 #remove(int index) 方法来说，需要去寻找首个等于 o 的节点进行移除。当然，最终还是调用 #unlink(Node x) 方法，移除该节点。
#removeFirstOccurrence(Object o) 和 #removeLastOccurrence(Object o) 方法，分别实现移除链表首个节点和最后节点。代码如下：
// LinkedList.java 实现 Deque 接口
public boolean removeFirstOccurrence(Object o) { // 移除首个
return remove(o);
}
public boolean removeLastOccurrence(Object o) {
if (o == null) { // o 为 null 的情况
// 倒序遍历，找到 null 的元素后，进行移除
for (Node x = last; x != null; x = x.prev) {
if (x.item == null) {
unlink(x);
return true;
}
}
} else {
// 倒序遍历，找到等于 o 的元素后，进行移除
for (Node x = last; x != null; x = x.prev) {
if (o.equals(x.item)) {
unlink(x);
return true;
}
}
}
return false;
}
#remove() 方法，移除链表首个节点。代码如下：
// LinkedList.java 实现 Queue 接口
public E remove() {
return removeFirst();
}
public E removeFirst() {
final Node f = first;
// <1> 如果链表为空，抛出 NoSuchElementException 异常
if (f == null)
throw new NoSuchElementException();
// <2> 移除链表时首个元素
return unlinkFirst(f);
}
private E unlinkFirst(Node f) {
// assert f == first && f != null;
final E element = f.item;
// 获得 f 的下一个节点
final Node next = f.next;
// 设置 f 的 item 为 null ，帮助 GC
f.item = null;
// 设置 f 的 next 为 null ，帮助 GC
f.next = null; // help GC
// 修改 fisrt 指向 next
first = next;
// 修改 next 节点的 prev 指向 null
if (next == null) // 如果链表只有一个元素，说明被移除后，队列就是空的，则 last 设置为 null
last = null;
else
next.prev = null;
// 链表大小减一
size–;
// 增加数组修改次数
modCount++;
return element;
}
<1> 处，如果链表为空，抛出 NoSuchElementException 异常。
<2> 处，移除链表时首个元素。比较简单，胖友自己看看。😈 因为 LinkedList 有 first 和 last 头尾节点，所以添加和删除操作，都可能需要小心处理。
#removeLast() 方法，移除链表最后一个节点。代码如下：
// LinkedList.java 实现 Deque 接口
public E removeLast() {
final Node l = last;
// 如果链表为空，则抛出 NoSuchElementException 移除
if (l == null)
throw new NoSuchElementException();
// 移除链表的最后一个元素
return unlinkLast(l);
}
private E unlinkLast(Node l) {
// assert l == last && l != null;
final E element = l.item;
// 获得 f 的上一个节点
final Node prev = l.prev;
// 设置 l 的 item 为 null ，帮助 GC
l.item = null;
// 设置 l 的 prev 为 null ，帮助 GC
l.prev = null; // help GC
// 修改 last 指向 prev
last = prev;
// 修改 prev 节点的 next 指向 null
if (prev == null) // 如果链表只有一个元素，说明被移除后，队列就是空的，则 first 设置为 null
first = null;
else
prev.next = null;
// 链表大小减一
size–;
// 增加数组修改次数
modCount++;
return element;
}
和 #removeFirst() 方法相反，当然实现上是差不多。
#poll() 和 # 方法，移除链表的头或尾，差异点在于链表为空时候，不会抛出 NoSuchElementException 异常。代码如下：
// LinkedList.java 实现 Queue 接口
public E poll() { // 移除头
final Node f = first;
return (f == null) ? null : unlinkFirst(f);
}
public E pop() {
return removeFirst(); // 这个方法，如果队列为空，还是会抛出 NoSuchElementException 异常。😈 不知道放在哪里哈。这里来凑凑~
}
// LinkedList.java 实现 Deque 接口
public E pollFirst() { // 移除头
final Node f = first;
return (f == null) ? null : unlinkFirst(f);
}
public E pollLast() { // 移除尾
final Node l = last;
return (l == null) ? null : unlinkLast(l);
}
9. 移除多个元素
#removeAll(Collection<?> c) 方法，批量移除指定的多个元素。代码如下：
// AbstractCollection.java
public boolean removeAll(Collection<?> c) { Objects.requireNonNull(c); boolean modified = false; // 获得迭代器 Iterator<?> it = iterator();
// 通过迭代器遍历
while (it.hasNext()) {
// 如果 c 中存在该元素，则进行移除
if (c.contains(it.next())) {
it.remove();
modified = true; // 标记修改
}
}
return modified;
}
该方法，是通过父类 AbstractCollection 来实现的，通过迭代器来遍历 LinkedList ，然后判断 c 中如果包含，则进行移除。
#retainAll(Collection<?> c) 方法，求 LinkedList 和指定多个元素的交集。简单来说，恰好和 #removeAll(Collection<?> c) 相反，移除不在 c 中的元素。代码如下：
// AbstractCollection.java
public boolean retainAll(Collection<?> c) {
Objects.requireNonNull©;
boolean modified = false;
// 获得迭代器
Iterator it = iterator();
// 通过迭代器遍历
while (it.hasNext()) {
// 如果 c 中不存在该元素，则进行移除
if (!c.contains(it.next())) {
it.remove();
modified = true;
}
}
return modified;
}
逻辑比较简单， 处的判断条件进行了调整。
10. 查找单个元素
#indexOf(Object o) 方法，查找首个为指定元素的位置。代码如下：
// LinkedList.java
public int indexOf(Object o) {
int index = 0;
if (o == null) { // 如果 o 为 null 的情况
// 顺序遍历，如果 item 为 null 的节点，进行返回
for (Node x = first; x != null; x = x.next) {
if (x.item == null)
return index; // 找到
index++;
}
} else { // 如果 o 非 null 的情况
// 顺序遍历，如果 item 为 o 的节点，进行返回
for (Node x = first; x != null; x = x.next) {
if (o.equals(x.item))
return index; // 找到
index++;
}
}
// 未找到
return -1;
}
而 #contains(Object o) 方法，就是基于该方法实现。代码如下：
// LinkedList.java
public boolean contains(Object o) {
return indexOf(o) >= 0;
}
有时我们需要查找最后一个为指定元素的位置，所以会使用到 #lastIndexOf(Object o) 方法。代码如下：
// LinkedList.java
public int lastIndexOf(Object o) {
int index = size;
if (o == null) { // 如果 o 为 null 的情况
// 倒序遍历，如果 item 为 null 的节点，进行返回
for (Node x = last; x != null; x = x.prev) {
index–;
if (x.item == null)
return index; // 找到
}
} else { // 如果 o 非 null 的情况
// 倒序遍历，如果 item 为 o 的节点，进行返回
for (Node x = last; x != null; x = x.prev) {
index–;
if (o.equals(x.item))
return index; // 找到
}
}
// 未找到
return -1;
}
11. 获得指定位置的元素
#get(int index) 方法，获得指定位置的元素。代码如下：
public E get(int index) {
checkElementIndex(index);
// 基于 node(int index) 方法实现
return node(index).item;
}
随机访问 index 位置的元素，时间复杂度为 O(n) 。
因为 LinkedList 实现了 Deque 接口，所以它实现了 #peekFirst() 和 #peekLast() 方法，分别获得元素到链表的头尾。代码如下：
public E peekFirst() {
final Node<E> f = first;
return (f == null) ? null : f.item;
}
public E peekLast() {
final Node<E> l = last;
return (l == null) ? null : l.item;
}
总结
LinkedList 基于节点实现的双向链表的 List ，每个节点都指向前一个和后一个节点从而形成链表。
LinkedList 提供队列、双端队列、栈的功能。
因为 first 节点，所以提供了队列的功能的实现的功能。
因为 last 节点，所以提供了栈的功能的实现的功能。
因为同时具有 first + last 节点，所以提供了双端队列的功能。
LinkedList 随机访问平均时间复杂度是 O(n) ，查找指定元素的平均时间复杂度是 O(n) 。
LinkedList 移除指定位置的元素的最好时间复杂度是 O(1) ，最坏时间复杂度是 O(n) ，平均时间复杂度是 O(n) 。
最好时间复杂度发生在头部、或尾部移除的情况。
LinkedList 添加元素的最好时间复杂度是 O(1) ，最坏时间复杂度是 O(n) ，平均时间复杂度是 O(n) 。
最好时间复杂度发生在头部、或尾部添加的情况。
因为 LinkedList 提供了多种添加、删除、查找的方法，会根据是否能够找到对应的元素进行操作，抛出 NoSuchElementException 异常
