LinkedList和ArrayList一樣是集合List的實現類，雖然較之ArrayList，其使用場景并不多，但同樣有用到的時候，那么接下來，我們來認識一下它。

一. 定義一個LinkedList

public static void main(String[] args) { List<String> stringList = new LinkedList<>(); List<String> tempList = new ArrayList<>(); tempList.add('牛魔王'); tempList.add('蛟魔王'); tempList.add('鵬魔王'); tempList.add('獅駝王'); tempList.add('獼猴王'); tempList.add('禺賊王'); tempList.add('美猴王'); List<String> stringList2 = new LinkedList<>(tempList);}

上面代碼中采用了兩種方式來定義LinkedList，可以定義一個空集合，也可以傳遞已有的集合，將其轉化為LinkedList。我們看一下源碼

public class LinkedList<E> extends AbstractSequentialList<E> implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable{ 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; /** * 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); }}

LinkedList繼承了AbstractSequentialList類，實現了List接口，AbstractSequentialList中已經實現了很多方法，如get(int index)、set(int index, E element)、add(int index, E element) 和 remove(int index)，這些方法是我們集合操作時使用最多的，不過這些方法在LinkedList中都已經被重寫了，而抽象方法在LinkedList中有了具體實現。因此我們回到LinkedList類

LinkedList類中定義了三個變量

針對first變量和last變量，我們看到是Node類的實體，這是一個靜態內部類，關于靜態內部類的講解，我們在static五大應用場景一章已經有說明

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; }}

我們知道LinkedList是通過雙向鏈表實現的，而雙向鏈表就是通過Node類來體現的，類中通過item變量保存了當前節點的值，通過next變量指向下一個節點，通過prev變量指向上一個節點。

二. LinkedList常用方法

1. get(int index)

我們知道隨機讀取元素不是LinkedList所擅長的，讀取效率比起ArrayList也低得多，那么我來看一下為什么

public E get(int index) { checkElementIndex(index); return node(index).item;}/** * 返回一個指定索引的非空節點. */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; }}

從上述代碼中我們可以看到get(int index)方法是通過node(int index)來實現的，它的實現機制是：

比較傳入的索引參數index與集合長度size/2，如果是index小，那么從第一個順序循環，直到找到為止；如果index大，那么從最后一個倒序循環，直到找到為止。也就是說越靠近中間的元素，調用get(int index方法遍歷的次數越多，效率也就越低，而且隨著集合的越來越大，get(int index)執行性能也會指數級降低。因此在使用LinkedList的時候，我們不建議使用這種方式讀取數據，可以使用getFirst()，getLast()方法，將直接用到類中的first和last變量。

2. add(E e) 和 add(int index, E element)

大家都在說LinkedList插入、刪除操作效率比較高，以stringList.add(“豬八戒”)為例來看到底發生了什么？

在LinkedList中我們找到add(E e)方法的源碼

public boolean add(E e) { linkLast(e); return true;}/** * 設置元素e為最后一個元素*/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++;}

很好理解：

情況1：假如stringList為空，那么添加進來的node就是first，也是last，這個node的prev和next都為null;

情況2：假如stringList不為空，那么添加進來的node就是last，node的prev指向以前的最后一個元素，node的next為null；同時以前的最后一個元素的next.

而如果通過stringList.add(1, “豬八戒”)這種方式將元素添加到集合中呢？

//在指定位置添加一個元素public void add(int index, E element) { checkPositionIndex(index); if (index == size) linkLast(element); else linkBefore(element, node(index));}/** * 在一個非空節點前插入一個元素 */void linkBefore(E e, Node<E> succ) { // assert succ != null; 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++;}

其實從代碼中看到和add(E e)的代碼實現沒有本質區別，都是通過新建一個Node實體，同時指定其prev和next來實現，不同點在于需要調用node(int index)通過傳入的index來定位到要插入的位置，這個也是比較耗時的，參考上面的get(int index)方法。

其實看到這里，大家也都明白了。

LinkedList插入效率高是相對的，因為它省去了ArrayList插入數據可能的數組擴容和數據元素移動時所造成的開銷，但數據擴容和數據元素移動卻并不是時時刻刻都在發生的。

3. remove(Object o) 和 remove(int index)

這里removeFirst()和removeLast()就不多說了，會用到類中定義的first和last變量，非常簡單，我們看一下remove(Object o) 和 remove(int index)源碼

//刪除某個對象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;}//刪除某個位置的元素public E remove(int index) { checkElementIndex(index); return unlink(node(index));}//刪除某節點，并將該節點的上一個節點（如果有）和下一個節點（如果有）關聯起來E unlink(Node<E> x) { 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;}

其實實現都非常簡單，先找到要刪除的節點，remove(Object o)方法遍歷整個集合，通過 == 或 equals方法進行判斷；remove(int index)通過node(index)方法。

4. LinkedList遍歷

我們主要列舉一下三種常用的遍歷方式，

普通for循環，增強for循環，Iterator迭代器

public static void main(String[] args) { LinkedList<Integer> list = getLinkedList(); //通過快速隨機訪問遍歷LinkedList listByNormalFor(list); //通過增強for循環遍歷LinkedList listByStrengThenFor(list); //通過快迭代器遍歷LinkedList listByIterator(list);}/** * 構建一個LinkedList集合,包含元素50000個 * @return */private static LinkedList<Integer> getLinkedList() { LinkedList list = new LinkedList(); for (int i = 0; i < 50000; i++){ list.add(i); } return list;}/** * 通過快速隨機訪問遍歷LinkedList */private static void listByNormalFor(LinkedList<Integer> list) { // 記錄開始時間 long start = System.currentTimeMillis(); int size = list.size(); for (int i = 0; i < size; i++) { list.get(i); } // 記錄用時 long interval = System.currentTimeMillis() - start; System.out.println('listByNormalFor：' + interval + ' ms');}/** * 通過增強for循環遍歷LinkedList * @param list */public static void listByStrengThenFor(LinkedList<Integer> list){ // 記錄開始時間 long start = System.currentTimeMillis(); for (Integer i : list) { } // 記錄用時 long interval = System.currentTimeMillis() - start; System.out.println('listByStrengThenFor：' + interval + ' ms');}/** * 通過快迭代器遍歷LinkedList */private static void listByIterator(LinkedList<Integer> list) { // 記錄開始時間 long start = System.currentTimeMillis(); for(Iterator iter = list.iterator(); iter.hasNext();) { iter.next(); } // 記錄用時 long interval = System.currentTimeMillis() - start; System.out.println('listByIterator：' + interval + ' ms');}

執行結果如下：

listByNormalFor：1067 mslistByStrengThenFor：3 mslistByIterator：2 ms

通過普通for循環隨機訪問的方式執行時間遠遠大于迭代器訪問方式，這個我們可以理解，在前面的get(int index)方法中已經有過說明，那么為什么增強for循環能做到迭代器遍歷差不多的效率？

通過反編譯工具后得到如下代碼

public static void listByStrengThenFor(LinkedList<Integer> list) { long start = System.currentTimeMillis(); Integer localInteger; for (Iterator localIterator = list.iterator(); localIterator.hasNext(); localInteger = (Integer)localIterator.next()) {} long interval = System.currentTimeMillis() - start; System.out.println('listByStrengThenFor：' + interval + ' ms');}

很明顯了，增強for循環遍歷時也調用了迭代器Iterator，不過多了一個賦值的過程。

還有類似于pollFirst()，pollLast()取值后刪除的方法也能達到部分的遍歷效果。

三. 總結

本文基于java8從定義一個LinkList入手，逐步展開，從源碼角度分析LinkedList雙向鏈表的結構是如何構建的，同時針對其常用方法進行分析，包括get，add，remove以及常用的遍歷方法，并簡單的說明了它的插入、刪除操作為何相對高效，而取值操作性能相對較低，若有不對之處，請批評指正，望共同進步，謝謝！

到此這篇關于Java集合 LinkedList的原理及使用詳解的文章就介紹到這了,更多相關Java LinkedList內容請搜索好吧啦網以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持好吧啦網！