这里是修真院后端小课堂，每篇分享文从
【背景介绍】【知识剖析】【常见问题】【解决方案】【编码实战】【扩展思考】【更多讨论】【参考文献】
八个方面深度解析后端知识/技能，本篇分享的是：
【LinkedList简单介绍 】
大家好，我是IT修真院北京分院第27期的JAVA学员，一枚正直纯洁善良的java程序员。
今天给大家分享一下，修真院官网Java任务10，深度思考中的知识点———LinkedList简单介绍
1.背景介绍
1.Collection 接口： Collection接口是所有集合类的根节点，Collection表示一种规则，所有实现了Collection接口的类遵循这种规则
2.List 接口： List是Collection的子接口，它是一个元素有序(按照插入的顺序维护元素顺序)、可重复、可以为null的集合
3.AbstractCollection 类： Collection接口的骨架实现类，最小化实现了Collection接口所需要实现的工作量
4.AbstractList 类： List接口的骨架实现类，最小化实现了List接口所需要实现的工作量
5.Cloneable 接口： 实现了该接口的类可以显示的调用Object.clone()方法，合法的对该类实例进行字段复制，如果没有实现Cloneable接口的实例上调用Obejct.clone()方法，会抛出CloneNotSupportException异常。正常情况下，实现了Cloneable接口的类会以公共方法重写Object.clone()
6.Serializable 接口： 实现了该接口标示了类可以被序列化和反序列化，具体的
7.Deque 接口： Deque定义了一个线性Collection，支持在两端插入和删除元素，Deque实际是“double ended queue(双端队列)”的简称，大多数Deque接口的实现都不会限制元素的数量，但是这个队列既支持有容量限制的实现，也支持没有容量限制的实现，比如LinkedList就是有容量限制的实现,其最大的容量为Integer.MAX_VALUE
8.AbstractSequentialList 类： 提供了List接口的骨干实现，最大限度地减少了实现受“连续访问”数据存储(如链表)支持的此接口所需的工作，对于随机访问数据(如数组)，应该优先使用 AbstractList，而不是使用AbstractSequentailList类
2.知识剖析
构造方法
//集合元素数量
transient int size = 0;
//链表头节点
transient Node
节点Node结构:
private static class Node
Node(Node
增 1 addAll 接上文，先说addAll
//addAll,在尾部批量增加 public boolean addAll(Collection c) { return addAll(size,c);//以size为插入下标，插入集合c中所有元素 } //以index为插入下标，插入集合c中所有元素 public boolean addAll(int index,Collection c) { checkPositionIndex(index);//检查越界 [0,size] 闭区间
Object[] a = c.toArray();//拿到目标集合数组 int numNew = a.length;//新增元素的数量 if (numNew == 0)//如果新增元素数量为0，则不增加，并返回false return false;
Node
if (succ == null) {//循环结束后，判断，如果后置节点是null。 说明此时是在队尾append的。 last = pred; //则设置尾节点 } else { pred.next = succ; // 否则是在队中插入的节点 ，更新前置节点 后置节点 succ.prev = pred; //更新后置节点的前置节点 }
size += numNew; // 修改数量size
modCount++; //修改modCount
return true;
}
//根据index 查询出Node，
Node
private void checkPositionIndex(int index) { if (!isPositionIndex(index)) throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index)); } private boolean isPositionIndex(int index) { return index >= 0 && index <= size; //插入时的检查，下标可以是size [0,size] } 小结：
链表批量增加，是靠for循环遍历原数组，依次执行插入节点操作。对比ArrayList是通过System.arraycopy完成批量增加的 通过下标获取某个node 的时候，（add select），会根据index处于前半段还是后半段 进行一个折半，以提升查询效率 2 插入单个节点add //在尾部插入一个节点： add public boolean add(E e) { linkLast(e); return true; }
//生成新节点 并插入到 链表尾部， 更新 last/first 节点。
void linkLast(E e) {
final Node
删 remove
//删：remove目标节点
public E remove(int index) {
checkElementIndex(index);//检查是否越界 下标[0,size)
return unlink(node(index));//从链表上删除某节点
}
//从链表上删除x节点
E unlink(Node
if (prev == null) { //如果前置节点为空(说明当前节点原本是头结点) first = next; //则头结点等于后置节点 } else { prev.next = next; x.prev = null; //将当前节点的 前置节点置空 }
if (next == null) {//如果后置节点为空（说明当前节点原本是尾节点） last = prev; //则 尾节点为前置节点 } else { next.prev = prev; x.next = null;//将当前节点的 后置节点置空 }
x.item = null; //将当前元素值置空 size--; //修改数量 modCount++; //修改modCount return element; //返回取出的元素值 } private void checkElementIndex(int index) { if (!isElementIndex(index)) throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index)); } //下标[0,size) private boolean isElementIndex(int index) { return index >= 0 && index < size; } 删除链表中的指定节点：
//因为要考虑 null元素，也是分情况遍历
public boolean remove(Object o) {
if (o == null) {//如果要删除的是null节点(从remove和add 里 可以看出，允许元素为null)
//遍历每个节点 对比
for (Node
if (prev == null) {//前置节点为null， first = next;//则首节点为next } else {//否则 更新前置节点的后置节点 prev.next = next; x.prev = null;//记得将要删除节点的前置节点置null } //如果后置节点为null，说明是尾节点 if (next == null) { last = prev; } else {//否则更新 后置节点的前置节点 next.prev = prev; x.next = null;//记得删除节点的后置节点为null } //将删除节点的元素值置null，以便GC x.item = null; size--;//修改size modCount++;//修改modCount return element;//返回删除的元素值 } 删也一定会修改modCount。 按下标删，也是先根据index找到Node，然后去链表上unlink掉这个Node。 按元素删，会先去遍历链表寻找是否有该Node，考虑到允许null值，所以会遍历两遍，然后再去unlink它。
改set
public E set(int index,E element) {
checkElementIndex(index); //检查越界[0,size)
Node
查get //根据index查询节点
public E get(int index) { checkElementIndex(index);//判断是否越界 [0,size) return node(index).item; //调用node()方法 取出 Node节点， } //根据节点对象，查询下标
public int indexOf(Object o) {
int index = 0;
if (o == null) {//如果目标对象是null
//遍历链表
for (Node
public int lastIndexOf(Object o) {
int index = size;
if (o == null) {
for (Node
toArray() 我们也顺带看一下toArray().毕竟这是个高频的API
public Object[] toArray() {
//new 一个新数组 然后遍历链表，将每个元素存在数组里，返回
Object[] result = new Object[size];
int i = 0;
for (Node
3.常见问题
总结一下LinkedList ？
4.解决方案
LinkedList 是双向链表。
链表批量增加，是靠for循环遍历原数组，依次执行插入节点操作。对比ArrayList是通过System.arraycopy完成批量增加的。增加一定会修改modCount。 通过下标获取某个node 的时候，（add select），会根据index处于前半段还是后半段 进行一个折半，以提升查询效率
删也一定会修改modCount。 按下标删，也是先根据index找到Node，然后去链表上unlink掉这个Node。 按元素删，会先去遍历链表寻找是否有该Node，如果有，去链表上unlink掉这个Node。
改也是先根据index找到Node，然后替换值。改不修改modCount。 查本身就是根据index找到Node。 所以它的CRUD操作里，都涉及到根据index去找到Node的操作。
5.编码实战
详见视频
6.扩展思考
-
ArrayList是基于动态数组实现的，在增删时候，需要数组的拷贝复制。
-
ArrayList的默认初始化容量是10，每次扩容时候增加原先容量的一半，也就是变为原来的1.5倍
-
删除元素时不会减少容量，若希望减少容量则调用trimToSize()
-
它不是线程安全的。它能存放null值。
7. 参考文献
List集合就这么简单【源码剖析】：
https://segmentfault.com/a/1190000014240704
8. 更多讨论
Q1：Deque接口是什么，定义了一个怎样的规范? A1：Deque 表示双端队列。 双端队列是在两端都可以进行插入和删除的队列。 Deque 是一个比 Stack 和 Queue 功能更强大的接口，它同时实现了栈和队列的功能。 ArrayDeque 和 LinkeList 实现了 Deque 接口
Q2：LinkedList是双向链表，其底层实现是怎样的,具体包含哪些操作?
A2：在总结部分可以看出
Q3：ArrayList和LinkedList的特点和区别？
A3：
数组和链表的特性差异，本质是：连续空间存储和非连续空间存储的差异，主要有下面两点：
-
ArrayList：底层是Object数组实现的：由于数组的地址是连续的，数组支持O(1)随机访问；数组在初始化时需要指定容量；数组不支持动态扩容，像ArrayList、Vector和Stack使用的时候看似不用考虑容量问题（因为可以一直往里面存放数据）；但是它们的底层实际做了扩容；数组扩容代价比较大，需要开辟一个新数组将数据拷贝进去，数组扩容效率低；适合读数据较多的场合
-
LinkedList：底层使用一个Node数据结构，有前后两个指针，双向链表实现的。相对数组，链表插入效率较高，只需要更改前后两个指针即可；另外链表不存在扩容问题，因为链表不要求存储空间连续，每次插入数据都只是改变last指针；另外，链表所需要的内存比数组要多，因为他要维护前后两个指针；它适合删除，插入较多的场景。
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