LinkedList 分析
LinkedList 简介
LinkedList 是一个基于双向链表实现的集合类，经常被拿来和 ArrayList 做比较。关于 LinkedList 和ArrayList的详细对比，我们 Java 集合常见面试题总结(上)有详细介绍到。
双向链表
不过，我们在项目中一般是不会使用到 LinkedList 的，需要用到 LinkedList 的场景几乎都可以使用 ArrayList 来代替，并且，性能通常会更好！就连 LinkedList 的作者约书亚 · 布洛克（Josh Bloch）自己都说从来不会使用 LinkedList 。
另外，不要下意识地认为 LinkedList 作为链表就最适合元素增删的场景。我在上面也说了，LinkedList 仅仅在头尾插入或者删除元素的时候时间复杂度近似 O(1)，其他情况增删元素的平均时间复杂度都是 O(n) 。
LinkedList 插入和删除元素的时间复杂度？
- 头部插入/删除：只需要修改头结点的指针即可完成插入/删除操作，因此时间复杂度为 O(1)。
- 尾部插入/删除：只需要修改尾结点的指针即可完成插入/删除操作，因此时间复杂度为 O(1)。
- 指定位置插入/删除：需要先移动到指定位置，再修改指定节点的指针完成插入/删除，不过由于有头尾指针，可以从较近的指针出发，因此需要遍历平均 n/4 个元素，时间复杂度为 O(n)。
LinkedList 为什么不能实现 RandomAccess 接口？
RandomAccess 是一个标记接口，用来表明实现该接口的类支持随机访问（即可以通过索引快速访问元素）。由于 LinkedList 底层数据结构是链表，内存地址不连续，只能通过指针来定位，不支持随机快速访问，所以不能实现 RandomAccess 接口。
LinkedList 源码分析
这里以 JDK1.8 为例，分析一下 LinkedList 的底层核心源码。
LinkedList 的类定义如下：
public class LinkedList<E>
extends AbstractSequentialList<E>
implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable
{
//...
}LinkedList 继承了 AbstractSequentialList ，而 AbstractSequentialList 又继承于 AbstractList 。
阅读过 ArrayList 的源码我们就知道，ArrayList 同样继承了 AbstractList ， 所以 LinkedList 会有大部分方法和 ArrayList 相似。
LinkedList 实现了以下接口：
List: 表明它是一个列表，支持添加、删除、查找等操作，并且可以通过下标进行访问。Deque：继承自Queue接口，具有双端队列的特性，支持从两端插入和删除元素，方便实现栈和队列等数据结构。需要注意，Deque的发音为 "deck" [dɛk]，这个大部分人都会读错。Cloneable：表明它具有拷贝能力，可以进行深拷贝或浅拷贝操作。Serializable: 表明它可以进行序列化操作，也就是可以将对象转换为字节流进行持久化存储或网络传输，非常方便。-
LinkedList 类图
LinkedList中的元素是通过Node定义的：
private static class Node<E> { E item;// 节点值 Node<E> next; // 指向的下一个节点（后继节点） Node<E> prev; // 指向的前一个节点（前驱结点） // 初始化参数顺序分别是：前驱结点、本身节点值、后继节点 Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) { this.item = element; this.next = next; this.prev = prev; } }初始化
LinkedList中有一个无参构造函数和一个有参构造函数。// 创建一个空的链表对象 public LinkedList() { } // 接收一个集合类型作为参数，会创建一个与传入集合相同元素的链表对象 public LinkedList(Collection<? extends E> c) { this(); addAll(c); }插入元素
LinkedList除了实现了List接口相关方法，还实现了Deque接口的很多方法，所以我们有很多种方式插入元素。我们这里以
List接口中相关的插入方法为例进行源码讲解，对应的是add()方法。add()方法有两个版本： add(E e)：用于在LinkedList的尾部插入元素，即将新元素作为链表的最后一个元素，时间复杂度为 O(1)。add(int index, E element):用于在指定位置插入元素。这种插入方式需要先移动到指定位置，再修改指定节点的指针完成插入/删除，因此需要移动平均 n/2 个元素，时间复杂度为 O(n)。-
// 在链表尾部插入元素
public boolean add(E e) {
linkLast(e);
return true;
}// 在链表指定位置插入元素
public void add(int index, E element) {
// 下标越界检查
checkPositionIndex(index);// 判断 index 是不是链表尾部位置
if (index == size)
// 如果是就直接调用 linkLast 方法将元素节点插入链表尾部即可
linkLast(element);
else
// 如果不是则调用 linkBefore 方法将其插入指定元素之前
linkBefore(element, node(index));
}// 将元素节点插入到链表尾部
void linkLast(E e) {
// 将最后一个元素赋值（引用传递）给节点 l
final Node<E> l = last;
// 创建节点，并指定节点前驱为链表尾节点 last，后继引用为空
final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
// 将 last 引用指向新节点
last = newNode;
// 判断尾节点是否为空
// 如果 l 是null 意味着这是第一次添加元素
if (l == null)
// 如果是第一次添加，将first赋值为新节点，此时链表只有一个元素
first = newNode;
else
// 如果不是第一次添加，将新节点赋值给l（添加前的最后一个元素）的next
l.next = newNode;
size++;
modCount++;
}// 在指定元素之前插入元素
void linkBefore(E e, Node<E> succ) {
// assert succ != null;断言 succ不为 null
// 定义一个节点元素保存 succ 的 prev 引用，也就是它的前一节点信息
final Node<E> pred = succ.prev;
// 初始化节点，并指明前驱和后继节点
final Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, succ);
// 将 succ 节点前驱引用 prev 指向新节点
succ.prev = newNode;
// 判断前驱节点是否为空，为空表示 succ 是第一个节点
if (pred == null)
// 新节点成为第一个节点
first = newNode;
else
// succ 节点前驱的后继引用指向新节点
pred.next = newNode;
size++;
modCount++;
}