别孤寡了，看看 LinkedList 不香吗？

作者爱说话

Hello，我是 isysc

这是坚持原创的 第8篇 文章

每次写完文章都感觉，糟了糟了，爆文预定了，怎么办怎么办。等到正式发出去的时候，才知道，原来是想太多了。

每次写文章的选题都是一件很纠结的事，就比如我从下午 5.30 坐在电脑前想选题到了 6 点，终于决定好了，还是先去吃饭吧。

回来的路上终于有了灵感，写一些集合相关的源码？

Got it

背景引入

虽然今天阳光明媚，但是林布丁的心里却下起了雨，不是因为女朋友的傲娇，而是今天上午面试官说的 “ ArrayList和LinkedList的区别都不会，你还是回家种地吧 ”

失落的林布丁来到了表哥林步动的家里 “步动表哥，你为啥一直盯着屏幕？”

步动：就你话多，找我有什么事？

布丁：表哥，今天面试官问我 ArrayList 和 LinkedList 的区别，ArrayList我倒是知道一点点，LinkedList 我都不知道是啥玩意，然后面试官就和我说，8月是种白菜的好季节。表哥你能不能和我讲讲，什么是 LinkedList，最好能从源码角度给我讲讲？

步动：嘴巴好像有点渴。

布丁：表哥，你给我讲明白了，我请你喝一个星期的 奈雪的茶

步动：安排

什么是 LinkedList

你不懂的东西只是因为你没看过它的源码 -

秉承着万物皆可 new 的原则（女朋友除外）

我们先来 new 一个 LinkedList ，然后点进去看一看，会不会有什么神奇的事情发生。

步动：看！出现了一堆的注释，表弟你只要全文熟读并背诵就可以解决面试官了。今天就讲到这里了，快去给我买奶茶吧。

布丁：表哥，你也太水了叭，这么多英文我哪里看得懂，你就不能给我概括一下吗？

步动：好吧，谁叫我是暖男，毕竟是过了英语 5 级的男人，我给你翻译概括一下，要是有不对的地方，你就自己琢磨下，也别和我说。

“

想要看原汁原味的注释，可以去 idea 里 new 一个看看，这里贴出来篇幅就过长了。也可以看看官网介绍 https://docs.oracle.com/javas...

步动：这里注释主要写的就是

• Linkedlist 使用“双向链表”来实现 List 与 Deque 接口。实现了所有 List 接口中的方法，并且允许存放所有元素，包括 Null
• 所有的操作都可通过双向链表完成。通过从开头或者结尾遍历集合，去接近要操作的那个元素。
• 请注意，LinkedList 是非同步的。如果多个线程同时操作 LinkedList 实例，并且至少一个线程在结构上的修改链表，则它必须要保证线程的同步。（结构性修改：增加或删除元素，或者调整数组大小，仅仅修改属性的值不属于结构性修改）典型的实现是同步操作数组。
• 如果这种对象不存在，又想同步集合，可以这样写

Listlist=Collections.synchronizedList(newLinkedList(...))  

布丁：表哥，你说完了？我虽然看不懂英语，但是我数的清楚，一共7段英文，你就给我翻译了3段，剩下的3段呢，你是不是不行啊，表哥？

步动：男人怎么能说不行，剩下两段是关于 fail-fast 特性的，区区几句话段说不清楚，我在网上给你找了一篇文章，你回头关注下 码儿嘟嘟骑 回复 【fail-fast】就可以看到了，二维码我给给你贴在信下面了，关注回复还有大厂面试资料，别怪表哥没有告诉你。

布丁：表哥我关注啦。表哥，我听你的意思是 LinkedList 底层结构就是双向链表是吗？

步动：是的，我再给你详细讲下双向链表到底是啥玩意吧。让我给你整个图

布丁：什么 first，Node，prev 我都不看不懂

步动：我给你解释下吧

• Node 代表链表中的节点。具有两个属性 prev 代表前一个节点 next 相反 就代表下一个节点
• first 代表着是双向链表的头节点，它的前一个节点由于一无所有，那就是 null
• last 是双向链表的尾节点，它的后一个节点同样穷困潦倒，所以也是 null
• 当链表中没有数据时，first 和 last 是同一个节点，前后指向都是 null

口说无凭，上源码

//节点值  
Eitem;  
//指向的下一个节点  
Node<E>next;  
//指向的前一个节点  
Node<E>prev;  
//参数按顺序初始化  
Node(Node<E>prev,Eelement,Node<E>next){  
this.item=element;  
this.next=next;  
this.prev=prev;  
}  
}  

布丁：我明白啦，表哥，我记住啦。那你再给我讲讲 LinkedList 的构造函数吧？

LinkedList 构造函数

步动：LinkedList 的构造函数写的非常优雅，你看。

//无参构造，构造一个空的双向链表  
publicLinkedList(){}  
 
//有参构造  
publicLinkedList(Collection<?extendsE>c){  
this();  
//使用addAll方法，实际上就是使用遍历c并且采用头插法进行双向链表插入值  
addAll(c);//具体不展开啦，  
}  

布丁：哦哦，那表哥，那给我具体讲讲 CRUD 吧。详细讲讲

LinkedList 的 CRUD

add

布动：我们往下扒拉扒拉源码可以看见

/**  
*Insertsthespecifiedelementatthebeginningofthislist.  
*  
*@parametheelementtoadd  
*/  
publicvoidaddFirst(Ee){  
linkFirst(e);  
}    
/**  
*Appendsthespecifiedelementtotheendofthislist.  
*  
*<p>Thismethodisequivalentto{@link#add}.  
*  
*@parametheelementtoadd  
*/  
publicvoidaddLast(Ee){  
linkLast(e);  
}  

一个 addFirst 和 addLast 你自己看就完事了

布丁：表哥，你这样那我就只能请你喝古茗了

步动：你自己看也费劲，肯定得表哥给你讲讲你也好吸收嘛，那我们先讲讲 addFirst

//从头部追加  
privatevoidlinkFirst(Ee){  
//头节点赋值给临时变量  
finalNode<E>f=first;  
//新建节点，前一个节点指向null，e是新建节点，f是新建节点的下一个节点，目前值是头节点的值  
finalNode<E>newNode=newNode<>(null,e,f);  
//新建节点成为头节点  
first=newNode;  
//如果头节点为空，就是整个链表都为空，那么头尾节点是一个节点  
if(f==null)  
last=newNode;  
//上一个头节点的前一个节点指向当前节点（有点绕口，多读两遍）  
else  
f.prev=newNode;  
//修改LinkedList大小  
size++;  
//修改LinkedList的修改统计数：用来实现fail-fast机制。  
modCount++;  
}  

中心思想就是改变节点指向，修改 LinkedList 大小和统计数

//从尾部开始追加节点  
voidlinkLast(Ee){  
//利用一个临时变量存放尾节点数据  
finalNode<E>l=last;  
//新建新的节点，初始化入参含义：  
//l是新节点的前一个节点，当前值是尾节点值  
//e表示当前新增节点，当前新增节点后一个节点是null  
finalNode<E>newNode=newNode<>(l,e,null);  
//新建节点追加到尾部  
last=newNode;  
//如果链表为空（l是尾节点，尾节点为空，链表即空），头部和尾部是同一个节点，都是新建的节点  
if(l==null)  
first=newNode;  
//否则把前尾节点的下一个节点，指向当前尾节点。  
else  
l.next=newNode;  
//大小和版本更改  
size++;  
modCount++;  
}  

总的来说，addFirst 和 addLast 两个方法是非常相似的，只是前者是移动头节点的 prev 指向，后者是移动尾节点的 next 指向。

布丁：步动表哥，那我默认 add 是添加到尾部还是头部啊？

步动：如果你 new 一个 LinkedList 然后直接 add，默认是添加到尾部。

remove

布丁：那表哥，我如何从链表中删除一个元素呢？

步动：删除元素和增加也是类似的，可以从头部删除，也可以从尾巴删除，remove 操作会将你想要删除的节点的值，前后都指向 null，你知道为什么都要指向 null 吗？

布丁：无依无靠？方便 GC

步动：对，接下来给你看看 remove 源码

//从头删除节点f是代表链表头节点  
privateEunlinkFirst(Node<E>f){  
//取出头节点的值，作为一会方法的返回值  
finalEelement=f.item;  
//取出头节点的下一个节点  
finalNode<E>next=f.next;  
//原注释就是helpGC，就是帮助GC回收头节点  
f.item=null;  
f.next=null;  
//头节点的下一个节点，取代原先头节点的霸主位置，成为新的头节点  
first=next;  
//如果next为空，表明链表为空  
if(next==null)  
last=null;  
//链表不为空，头节点的前一个节点指向null  
else  
next.prev=null;  
//修改链表大小和版本  
size--;  
modCount++;  
returnelement;  
}  

步动：从尾部删除的源码我就不给你说了，和这个也 非常类似，给你自己推敲推敲

布丁：行叭，表哥，我看其实链表的节点新增、删除都好简单啊，仅仅把前后节点的指向修改下就好了，所以 LinkedList 新增和删除速度是不是很快？

步动：对！你很聪明哦

get

//根据链表索引位置查询节点  
Node<E>node(intindex){  
//如果index处于队列的前半部分，从头开始找，size>>1是size除以2的意思  
//用位运算就是为了加快计算速度，冲呀  
if(index<(size>>1)){  
Node<E>x=first;  
//直到for循环到index的前一个node停止  
for(inti=0;i<index;i++)  
x=x.next;  
returnx;  
}else{  
//如果index处于队列的后半部分，就从尾巴开始找  
//所做的一切都是为了加快get的速度，用心良苦  
Node<E>x=last;  
//直到for循环到index的后一个node停止  
for(inti=size-1p;x.prev;  
returnx;  
}  
}  

步动：LinkedList 并没有采用从头循环到尾的做法，而是采取了简单二分法，如果你不知道什么是二分法，那就不知道吧。

步动：简单来说，LinkedList的查找首先看看 index 是在链表的前半部分，还是后半部分。如果是前半部分，就从头开始寻找，反之尾巴找。布丁，你知道这样做有什么好处吗？

布丁：表哥我刚百度到二分法，就是通过这种方式，可以让循环的次数至少降低了一半呀，提高了查找的性能。

set

布丁：快快快，表哥，趁热打铁，给我讲讲 LinkedList 是怎么更新的？

步动：好滴

publicEset(intindex,Eelement){  
//检查是否越界，你传入的index必须大于等于0，小于LinkedList长度  
//什么，你非得传小于0，那不好意思，抛IndexOutOfBoundsException异常  
checkElementIndex(index);  
//查处index位置原先的居住主人  
Node<E>x=node(index);  
//取出即将被替换的值，以便于一会扔出去  
EoldVal=x.item;  
//新王登基  
x.item=element;  
//旧王扔掉  
returnoldVal;  
}  

LinkedList 的迭代器

布丁：好的，我明白啦，表哥，最后一个知识点啦，你给我讲 LinkedList 的迭代器？

步动：害，不争气的表弟。快讲完，我要吃饭啦。

步动：表弟，你知道吗？因为 LinkedList 要实现双向的迭代访问，所以我们通常的使用 Iterator 接口肯定不行了（Iterator 只支持从头到尾的访问） 所以 Java 新增了一个迭代接口，叫做：ListIterator，这个接口提供了向前和向后的迭代方法，如下所示：

迭代顺序

方法

从尾到头迭代方法

hasPrevious、previous、previousIndex

从头到尾迭代方法

hasNext、next、nextIndex

口说无凭，看源码

LinkedList 实现了 ListIterator 接口

//双向迭代器  
privateclassListItrimplementsListIterator<E>{  
//上一次执行next()或者previos()方法时的节点位置  
privateNode<E>lastReturned;  
//下一个节点  
privateNode<E>next;  
//下一个节点的索引位置  
privateintnextIndex;  
//期望版本号；modCount：目前最新版本号，也是fail-fast的相关知识点  
privateintexpectedModCount=modCount;  
…………  
}  

我们先来看下从头到尾方向的迭代：

//判断还有没有下一个元素  
publicbooleanhasNext(){  
//下一个节点的索引小于链表的大小  
returnnextIndex<size;  
}  
 
//取下一个元素  
publicEnext(){  
//检查期望版本号有无发生变化  
checkForComodification();  
//再次检查  
if(!hasNext())  
thrownewNoSuchElementException();  
//next是当前节点，在上一次执行next()方法时被赋值的。  
//第一次执行时，是在初始化迭代器的时候，next被赋值的  
lastReturned=next;  
//next是下一个节点了，为下次迭代做准备  
next=next.next;  
nextIndex++;  
returnlastReturned.item;  
}  

布丁：就是直接取当前节点的下一个节点呗，那表哥再讲讲从尾到头迭代的过程

步动：好的

//如果上次节点索引位置大于0，就还有节点可以迭代  
publicbooleanhasPrevious(){  
returnnextIndex>0;  
}  
//取前一个节点  
publicEprevious(){  
checkForComodification();  
if(!hasPrevious())  
thrownewNoSuchElementException();  
//next为空场景：  
//1:说明是第一次迭代，取尾节点(last);  
//2:上一次操作把尾节点删除掉了  
//next不为空场景：说明已经发生过迭代了，直接取前一个节点即可(next.prev)  
lastReturned=next=(next==null)?last:next.prev; 
//索引位置变化  
nextIndex--;  
returnlastReturned.item;  
}

步动：最后再讲讲迭代器的删除，LinkedList 在删除元素时，最好通过迭代器进行删除

public void remove(){  
checkForComodification();  
//lastReturned是本次迭代需要删除的值，分以下空和非空两种情况：  
//lastReturned为空，说明调用者没有主动执行过next()或者previos()，直接报错  
//lastReturned不为空，是在上次执行next()或者previos()方法时赋的值  
if(lastReturned==null)  
thrownewIllegalStateException();  
Node<E>lastNext=lastReturned.next;  
//删除当前节点  
unlink(lastReturned);  
//next==lastReturned的场景分析：从尾到头递归顺序，并且是第一次迭代，并且要删除最后一个元素的情况下  
//这种情况下，previous()方法里面设置了lastReturned=next=last,所以next和lastReturned会相等  
if(next==lastReturned)  
//这时候lastReturned是尾节点，lastNext是null，所以next也是null，这样在previous()执行时，发现next是null，就会把尾节点赋值给next  
next=lastNext;  
else  
nextIndex--;  
lastReturned=null;  
expectedModCount++;

LinkedList 的应用场景

布丁：表哥，我有最后一个问题。LinkedList 的应用场景都有哪些？

步动：LinkedList 适用于要求有顺序、并且会按照顺序进行迭代的场景，主要是依赖于底层的链表结构。

LinkedList的高频面试点

1，什么是 LinkedList，主要运用场景是？

2，什么时候使用ArrayLis，什么时候使用inkedList，二者的区别是？

3，LinkedList 底层结构是？

4，能说说 LinkedList 常见的方法吗？

相信你读过上面的文章，可以熟（zahung）练（bi）的回答出来

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参考文章：

文贺：面试官系统精讲Java源码及大厂真题

扬帆向海：深入剖析LinkedList的底层源码，再也不怕面试官问了！