JDK 8与LinkedList详细技术分析

JDK 8引入的LinkedList是一个基于内部类Node的双向链表，实现了List、Deque等接口。本文将从数据结构、源码分析、核心方法以及实际应用等方面探讨LinkedList的技术细节。

LinkedList的数据结构概述

LinkedList采用双向链表结构，每个节点包含以下成员：

element：存储实际数据

next：指向下一个节点

prev：指向前一个节点

双向链表具有如下特点：

双向性：每个节点既有next指针（指向下一个节点），也有prev指针（指向上一个节点）

无环且可逆：第一个节点的prev指向null，最后一个节点的next指向null

插入删除高效：节省内存，直接修改邻接指针即可完成增删改查

LinkedList源码分析

LinkedList类继承自AbstractSequentialList，实现了List、Deque等接口。其核心源码包括：

public class LinkedList extends AbstractSequentialList
   
     implements List
    
     , Deque
     
      , Cloneable, Serializable {    transient int size = 0;    transient Node
      
        first;    transient Node
       
         last;    private static class Node
        
          { E item; Node
         
           prev; Node
          
            next; Node(Node
           
             prev, E element, Node
            
              next) { this.prev = prev; this.item = element; this.next = next; } } public boolean add(E e) { linkLast(e); return true; } void linkLast(E e) { Node
             
               l = last; Node
              
                newNode = new Node<>(l, e, null); last = newNode; if (l == null) { first = newNode; } else { l.next = newNode; } size++; modCount++; } public E remove() { return removeFirst(); } private E removeFirst() { Node
               
                 f = first; unlinkFirst(f); return f.item; } private E unlinkFirst(Node
                
                  f) { Node
                 
                   next = f.next; f.prev = null; if (f == last) { last = next; } if (next != null) { next.prev = null; } size--; modCount++; return f.item; } // 其他核心方法包括`remove(int index)`、`remove(Object o)`、`removeFirstOccurrence(Object o)`、`removeLastOccurrence(Object o)`、`linkBefore()`等}

LinkedList的继承和实现

LinkedList继承结构：

LinkedList├── AbstractSequentialList│  └── AbstractList│     └── AbstractCollection└── Object

实现的接口包括：

List
：提供基本的集合操作方法

Deque
：实现带有两端操作的队列接口

Cloneable：支持浅拷贝操作

Serializable：支持序列化操作

核心方法分析

LinkedList的增删方法采用了“快_delete”和“慢_delete”两种策略：

快速删除：直接处理相邻节点进行调整

慢删除：通过遍历找到目标节点后进行删除

增加操作

LinkedList提供6种重载的add方法：

add(E e)：默认在尾部添加

add(int index, E e)：在指定位置插入元素

addAll(Collection<E>)

addAll(int index, Collection<E>)

addFirst(E e)

addLast(E e)

删除操作

LinkedList提供7种重载的remove方法：

remove()

remove(int index)

remove(Object o)

removeFirst()

removeLast()

removeFirstOccurrence(Object o)

removeLastOccurrence(Object o)

获取操作

LinkedList提供的get方法包括：

get(int index)

getFirst()

getLast()

查找操作

indexOf(Object o)：从头到尾查找

lastIndexOf(Object o)：从尾到头查找

克隆操作

LinkedList支持浅行拷贝：

public Object clone() {    LinkedList
   
     clone = new LinkedList<>();    clone.first = null;    clone.last = null;    clone.size = 0;    clone.modCount = 0;    for (Node
    
      x = first; x != null; x = x.next) {        clone.add(x.item);    }    return clone;}