一、源码解析

    1、 LinkedList类定义。

 

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

 

LinkedList 是一个继承于AbstractSequentialList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 List 接口，能对它进行队列操作。
LinkedList 实现 Deque 接口，即能将LinkedList当作双端队列使用。
LinkedList 实现了Cloneable接口，即覆盖了函数clone()，能克隆。
LinkedList 实现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。

 

为什么要继承自AbstractSequentialList ?

AbstractSequentialList 实现了get(int index)、set(int index, E element)、add(int index, E element) 和 remove(int index)这些骨干性函数。降低了List接口的复杂度。这些接口都是随机访问List的，LinkedList是双向链表；既然它继承于AbstractSequentialList，就相当于已经实现了“get(int index)这些接口”。

此外，我们若需要通过AbstractSequentialList自己实现一个列表，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 hasNext、next、hasPrevious、previous 和 index 方法即可。

 

LinkedList的类图关系：

 

2、LinkedList数据结构原理

 

LinkedList底层的数据结构是基于双向循环链表的，且头结点中不存放数据,如下：

 

既然是双向链表，那么必定存在一种数据结构——我们可以称之为节点，节点实例保存业务数据，前一个节点的位置信息和后一个节点位置信息，如下图所示：

   3、私有属性

 LinkedList中之定义了两个属性：

 

1 private transient Entry<E> header = new Entry<E>(null, null, null);
2 private transient int size = 0;

 

header是双向链表的头节点，它是双向链表节点所对应的类Entry的实例。Entry中包含成员变量： previous, next, element。其中，previous是该节点的上一个节点，next是该节点的下一个节点，element是该节点所包含的值。 
　　size是双向链表中节点实例的个数。

首先来了解节点类Entry类的代码。

 

1 private static class Entry<E> {
 2    E element;
 3     Entry<E> next;
 4     Entry<E> previous;
 5 
 6     Entry(E element, Entry<E> next, Entry<E> previous) {
 7         this.element = element;
 8         this.next = next;
 9         this.previous = previous;
10    }
11 }

 

节点类很简单，element存放业务数据，previous与next分别存放前后节点的信息（在数据结构中我们通常称之为前后节点的指针）。

    LinkedList的构造方法:

 

1 public LinkedList() {
2     header.next = header.previous = header;
3 }
4 public LinkedList(Collection<? extends E> c) {
5     this();
6    addAll(c);
7 }

 

4、构造方法

LinkedList提供了两个构造方法。

第一个构造方法不接受参数，将header实例的previous和next全部指向header实例（注意，这个是一个双向循环链表，如果不是循环链表，空链表的情况应该是header节点的前一节点和后一节点均为null），这样整个链表其实就只有header一个节点，用于表示一个空的链表。

 

执行完构造函数后，header实例自身形成一个闭环，如下图所示：

 

第二个构造方法接收一个Collection参数c，调用第一个构造方法构造一个空的链表，之后通过addAll将c中的元素全部添加到链表中。

 

 5、元素添加

 1 public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
 2     return addAll(size, c);
 3 }
 4 // index参数指定collection中插入的第一个元素的位置
  5 public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
 6     // 插入位置超过了链表的长度或小于0，报IndexOutOfBoundsException异常
  7     if (index < 0 || index > size)
 8         throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index+
  9                                                 ", Size: "+size);
10     Object[] a = c.toArray();
11    int numNew = a.length;
12    // 若需要插入的节点个数为0则返回false，表示没有插入元素
13     if (numNew==0)
14         return false;
15     modCount++;//否则，插入对象，链表修改次数加1
16     // 保存index处的节点。插入位置如果是size，则在头结点前面插入，否则在获取index处的节点插入
17     Entry<E> successor = (index==size ? header : entry(index));
18     // 获取前一个节点，插入时需要修改这个节点的next引用
19     Entry<E> predecessor = successor.previous;
20     // 按顺序将a数组中的第一个元素插入到index处，将之后的元素插在这个元素后面