LinkedList也和ArrayList一樣實現了List接口，但是它執行插入和刪除操作時比ArrayList更加高效，因爲它是基於鏈表的。基於鏈表也決定了它在隨機訪問方面要比ArrayList遜色一點。
除此之外，LinkedList還提供了一些可以使其作爲棧、隊列、雙端隊列的方法。這些方法中有些彼此之間只是名稱的區別，以使得這些名字在特定的上下文中顯得更加的合適。
先看LinkedList類的定義。
1 public class LinkedList<E> 2 extends AbstractSequentialList<E> 3 implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable
LinkedList繼承自AbstractSequenceList、實現了List及Deque接口。其實AbstractSequenceList已經實現了List接口，這裏標註出List只是更加清晰而已。AbstractSequenceList提供了List接口骨幹性的實現以減少實現List接口的複雜度。Deque接口定義了雙端隊列的操作。
LinkedList中之定義了兩個屬性：
1 private transient Entry<E> header = new Entry<E>(null, null, null); 2 private transient int size = 0;
size肯定就是LinkedList對象裏面存儲的元素個數了。LinkedList既然是基於鏈表實現的，那麼這個header肯定就是鏈表的頭結點了，Entry就是節點對象了。一下是Entry類的代碼。
1 private static class Entry<E> { 2 E element; 3 Entry<E> next; 4 Entry<E> previous; 5 6 Entry(E element, Entry<E> next, Entry<E> previous) { 7 this.element = element; 8 this.next = next; 9 this.previous = previous; 10 } 11 }
只定義了存儲的元素、前一個元素、後一個元素，這就是雙向鏈表的節點的定義，每個節點只知道自己的前一個節點和後一個節點。
來看LinkedList的構造方法。
1 public LinkedList() { 2 header.next = header.previous = header; 3 } 4 public LinkedList(Collection<? extends E> c) { 5 this(); 6 addAll(c); 7 }
LinkedList提供了兩個構造方法。第一個構造方法不接受參數，只是將header節點的前一節點和後一節點都設置爲自身（注意，這個是一個雙向循環鏈表，如果不是循環鏈表，空鏈表的情況應該是header節點的前一節點和後一節點均爲null），這樣整個鏈表其實就只有header一個節點，用於表示一個空的鏈表。第二個構造方法接收一個Collection參數c，調用第一個構造方法構造一個空的鏈表，之後通過addAll將c中的元素全部添加到鏈表中。來看addAll的內容。
1 public boolean addAll(Collection<? extends E> c) { 2 return addAll(size, c); 3 } 4 // index參數指定collection中插入的第一個元素的位置 5 public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) { 6 // 插入位置超過了鏈表的長度或小於0，報IndexOutOfBoundsException異常 7 if (index < 0 || index > size) 8 throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index+ 9 ", Size: "+size); 10 Object[] a = c.toArray(); 11 int numNew = a.length; 12 // 若需要插入的節點個數爲0則返回false，表示沒有插入元素 13 if (numNew==0) 14 return false; 15 modCount++; 16 // 保存index處的節點。插入位置如果是size，則在頭結點前面插入，否則獲取index處的節點 17 Entry<E> successor = (index==size ? header : entry(index)); 18 // 獲取前一個節點，插入時需要修改這個節點的next引用 19 Entry<E> predecessor = successor.previous; 20 // 按順序將a數組中的第一個元素插入到index處，將之後的元素插在這個元素後面 21 for (int i=0; i<numNew; i++) { 22 // 結合Entry的構造方法，這條語句是插入操作，相當於C語言中鏈表中插入節點並修改指針 23 Entry<E> e = new Entry<E>((E)a[i], successor, predecessor); 24 // 插入節點後將前一節點的next指向當前節點，相當於修改前一節點的next指針 25 predecessor.next = e; 26 // 相當於C語言中成功插入元素後將指針向後移動一個位置以實現循環的功能 27 predecessor = e; 28 } 29 // 插入元素前index處的元素鏈接到插入的Collection的最後一個節點 30 successor.previous = predecessor; 31 // 修改size 32 size += numNew; 33 return true; 34 }
構造方法中的調用了addAll(Collection<? extends E> c)方法，而在addAll(Collection<? extends E> c)方法中僅僅是將size當做index參數調用了addAll(int index,Collection<? extends E> c)方法。
1 private Entry<E> entry(int index) { 2 if (index < 0 || index >= size) 3 throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index+ 4 ", Size: "+size); 5 Entry<E> e = header; 6 // 根據這個判斷決定從哪個方向遍歷這個鏈表 7 if (index < (size >> 1)) { 8 for (int i = 0; i <= index; i++) 9 e = e.next; 10 } else { 11 // 可以通過header節點向前遍歷，說明這個一個循環雙向鏈表，header的previous指向鏈表的最後一個節點，這也驗證了構造方法中對於header節點的前後節點均指向自己的解釋 12 for (int i = size; i > index; i--) 13 e = e.previous; 14 } 15 return e; 16 }
結合上面代碼中的註釋及雙向循環鏈表的知識，應該很容易理解LinkedList構造方法所涉及的內容。下面開始分析LinkedList的其他方法。
add(E e)
1 public boolean add(E e) { 2 addBefore(e, header); 3 return true; 4 }
從上面的代碼可以看出，add(E e)方法只是調用了addBefore(E e,Entry<E> entry)方法，並且返回true。
addBefore(E e,Entry<E> entry)
1 private Entry<E> addBefore(E e, Entry<E> entry) { 2 Entry<E> newEntry = new Entry<E>(e, entry, entry.previous); 3 newEntry.previous.next = newEntry; 4 newEntry.next.previous = newEntry; 5 size++; 6 modCount++; 7 return newEntry; 8 }
addBefore(E e,Entry<E> entry)方法是個私有方法，所以無法在外部程序中調用（當然，這是一般情況，你可以通過反射上面的還是能調用到的）。
addBefore(E e,Entry<E> entry)先通過Entry的構造方法創建e的節點newEntry（包含了將其下一個節點設置爲entry，上一個節點設置爲entry.previous的操作，相當於修改newEntry的“指針”），之後修改插入位置後newEntry的前一節點的next引用和後一節點的previous引用，使鏈表節點間的引用關係保持正確。之後修改和size大小和記錄modCount，然後返回新插入的節點。
總結，addBefore(E e,Entry<E> entry)實現在entry之前插入由e構造的新節點。而add(E e)實現在header節點之前插入由e構造的新節點。
add(int index,E e)
1 public void add(int index, E element) { 2 addBefore(element, (index==size ? header : entry(index))); 3 }
也是調用了addBefore(E e,Entry<E> entry)方法，只是entry節點由index的值決定。
構造方法，addAll(Collection<? extends E> c)，add(E e)，addBefor(E e,Entry<E> entry)方法可以構造鏈表並在指定位置插入節點，爲了便於理解，下面給出插入節點的示意圖。
addFirst(E e)
1 public void addFirst(E e) { 2 addBefore(e, header.next); 3 }
addLast(E e)
1 public void addLast(E e) { 2 addBefore(e, header); 3 }
看上面的示意圖，結合addBefore(E e,Entry<E> entry)方法，很容易理解addFrist(E e)只需實現在header元素的下一個元素之前插入，即示意圖中的一號之前。addLast(E e)只需在實現在header節點前（因爲是循環鏈表，所以header的前一個節點就是鏈表的最後一個節點）插入節點（插入後在2號節點之後）。
clear()
1 public void clear() { 2 Entry<E> e = header.next; 3 // e可以理解爲一個移動的“指針”，因爲是循環鏈表，所以回到header的時候說明已經沒有節點了 4 while (e != header) { 5 // 保留e的下一個節點的引用 6 Entry<E> next = e.next; 7 // 接觸節點e對前後節點的引用 8 e.next = e.previous = null; 9 // 將節點e的內容置空 10 e.element = null; 11 // 將e移動到下一個節點 12 e = next; 13 } 14 // 將header構造成一個循環鏈表，同構造方法構造一個空的LinkedList 15 header.next = header.previous = header; 16 // 修改size 17 size = 0; 18 modCount++; 19 }
上面代碼中的註釋已經足以解釋這段代碼的邏輯，需要注意的是提到的“指針”僅僅是概念上的類比，Java並不存在“指針”的概念，而只有引用，爲了便於理解所以部分說明使用了“指針”。
contains(Object o)
1 public boolean contains(Object o) { 2 return indexOf(o) != -1; 3 }
僅僅只是判斷o在鏈表中的索引。先看indexOf(Object o)方法。
1 public int indexOf(Object o) { 2 int index = 0; 3 if (o==null) { 4 for (Entry e = header.next; e != header; e = e.next) { 5 if (e.element==null) 6 return index; 7 index++; 8 } 9 } else { 10 for (Entry e = header.next; e != header; e = e.next) { 11 if (o.equals(e.element)) 12 return index; 13 index++; 14 } 15 } 16 return -1; 17 }
indexOf(Object o)判斷o鏈表中是否存在節點的element和o相等，若相等則返回該節點在鏈表中的索引位置，若不存在則放回-1。
contains(Object o)方法通過判斷indexOf(Object o)方法返回的值是否是-1來判斷鏈表中是否包含對象o。
element()
1 public E element() { 2 return getFirst(); 3 }
getFirst()
1 public E getFirst() { 2 if (size==0) 3 throw new NoSuchElementException(); 4 return header.next.element; 5 }
element()方法調用了getFirst()返回鏈表的第一個節點的元素。爲什麼要提供功能一樣的兩個方法，像是包裝了一下名字？其實這只是爲了在不同的上下文“語境”中能通過更貼切的方法名調用罷了。
get(int index)
1 public E get(int index) { 2 return entry(index).element; 3 }
get(int index)方法用於獲得指定索引位置的節點的元素。它通過entry(int index)方法獲取節點。entry(int index)方法遍歷鏈表並獲取節點，在上面有說明過，不再陳述。
set(int index,E element)
1 public E set(int index, E element) { 2 Entry<E> e = entry(index); 3 E oldVal = e.element; 4 e.element = element; 5 return oldVal; 6 }
先獲取指定索引的節點，之後保留原來的元素，然後用element進行替換，之後返回原來的元素。
getLast()
1 public E getLast() { 2 if (size==0) 3 throw new NoSuchElementException(); 4 return header.previous.element; 5 }
getLast()方法和getFirst()方法類似，只是獲取的是header節點的前一個節點的元素。因爲是循環鏈表，所以header節點的前一節點就是鏈表的最後一個節點。
lastIndexOf(Object o)
1 public int lastIndexOf(Object o) { 2 int index = size; 3 if (o==null) { 4 for (Entry e = header.previous; e != header; e = e.previous) { 5 index--; 6 if (e.element==null) 7 return index; 8 } 9 } else { 10 for (Entry e = header.previous; e != header; e = e.previous) { 11 index--; 12 if (o.equals(e.element)) 13 return index; 14 } 15 } 16 return -1; 17 }
因爲查找的是last index，即最後一次出現的位置，所以採用由後向前的遍歷方式。因爲採用了有後向前的遍歷，所以index被賦值爲size，並且循環體內執行時都進行減操作。分兩種情況判斷是否存在，分別是null和不爲空。
offer(E e)
1 public boolean offer(E e) { 2 return add(e); 3 }
在鏈表尾部插入元素。
offerFirst(E e)
1 public boolean offerFirst(E e) { 2 addFirst(e); 3 return true; 4 }
在鏈表開頭插入元素。
offerLast(E e)
1 public boolean offerLast(E e) { 2 addLast(e); 3 return true; 4 }
在鏈表末尾插入元素。
上面這三個方法都只是調用了相應的add方法，同樣只是提供了不同的方法名在不同的語境下使用。
peek()
1 public E peek() { 2 if (size==0) 3 return null; 4 return getFirst(); 5 }
peekFirst()
1 public E peekFirst() { 2 if (size==0) 3 return null; 4 return getFirst(); 5 }
peekLast()
1 public E peekLast() { 2 if (size==0) 3 return null; 4 return getLast(); 5 }
上面的三個方法也很簡單，只是調用了對應的get方法。
poll()
1 public E poll() { 2 if (size==0) 3 return null; 4 return removeFirst(); 5 }
pollFirst()
1 public E pollFirst() { 2 if (size==0) 3 return null; 4 return removeFirst(); 5 }
pollLast()
1 public E pollLast() { 2 if (size==0) 3 return null; 4 return removeLast(); 5 }
poll相關的方法都是獲取並移除某個元素。都是和remove操作相關。
pop()
1 public E pop() { 2 return removeFirst(); 3 }
push(E e)
1 public void push(E e) { 2 addFirst(e); 3 }
這兩個方法對應棧的操作，即彈出一個元素和壓入一個元素，僅僅是調用了removeFirst()和addFirst()方法。
下面集中看remove相關操作的方法。
remove()
1 public E remove() { 2 return removeFirst(); 3 }
remove(int index)
1 public E remove(int index) { 2 return remove(entry(index)); 3 }
remove(Object o)
1 public boolean remove(Object o) { 2 if (o==null) { 3 for (Entry<E> e = header.next; e != header; e = e.next) { 4 if (e.element==null) { 5 remove(e); 6 return true; 7 } 8 } 9 } else { 10 for (Entry<E> e = header.next; e != header; e = e.next) { 11 if (o.equals(e.element)) { 12 remove(e); 13 return true; 14 } 15 } 16 } 17 return false; 18 }
removeFirst()
1 public E removeFirst() { 2 return remove(header.next); 3 }
removeLast()
1 public E removeLast() { 2 return remove(header.previous); 3 }
removeFirstOccurrence()
1 public boolean removeFirstOccurrence(Object o) { 2 return remove(o); 3 }
removeLastOccurence()
1 public boolean removeLastOccurrence(Object o) { 2 if (o==null) { 3 for (Entry<E> e = header.previous; e != header; e = e.previous) { 4 if (e.element==null) { 5 remove(e); 6 return true; 7 } 8 } 9 } else { 10 for (Entry<E> e = header.previous; e != header; e = e.previous) { 11 if (o.equals(e.element)) { 12 remove(e); 13 return true; 14 } 15 } 16 } 17 return false; 18 }
幾個remove方法最終都是調用了一個私有方法：remove(Entry<E> e)，只是其他簡單邏輯上的區別。下面分析remove(Entry<E> e)方法。
1 private E remove(Entry<E> e) { 2 if (e == header) 3 throw new NoSuchElementException(); 4 // 保留將被移除的節點e的內容 5 E result = e.element; 6 // 將前一節點的next引用賦值爲e的下一節點 7 e.previous.next = e.next; 8 // 將e的下一節點的previous賦值爲e的上一節點 9 e.next.previous = e.previous; 10 // 上面兩條語句的執行已經導致了無法在鏈表中訪問到e節點，而下面解除了e節點對前後節點的引用 11 e.next = e.previous = null; 12 // 將被移除的節點的內容設爲null 13 e.element = null; 14 // 修改size大小 15 size--; 16 modCount++; 17 // 返回移除節點e的內容 18 return result; 19 }
clone()
1 public Object clone() { 2 LinkedList<E> clone = null; 3 try { 4 clone = (LinkedList<E>) super.clone(); 5 } catch (CloneNotSupportedException e) { 6 throw new InternalError(); 7 } 8 clone.header = new Entry<E>(null, null, null); 9 clone.header.next = clone.header.previous = clone.header; 10 clone.size = 0; 11 clone.modCount = 0; 12 for (Entry<E> e = header.next; e != header; e = e.next) 13 clone.add(e.element); 14 return clone; 15 }
調用父類的clone()方法初始化對象鏈表clone，將clone構造成一個空的雙向循環鏈表，之後將header的下一個節點開始將逐個節點添加到clone中。最後返回克隆的clone對象。
toArray()
1 public Object[] toArray() { 2 Object[] result = new Object[size]; 3 int i = 0; 4 for (Entry<E> e = header.next; e != header; e = e.next) 5 result[i++] = e.element; 6 return result; 7 }
創建大小和LinkedList相等的數組result，遍歷鏈表，將每個節點的元素element複製到數組中，返回數組。
toArray(T[] a)
1 public <T> T[] toArray(T[] a) { 2 if (a.length < size) 3 a = (T[])java.lang.reflect.Array.newInstance( 4 a.getClass().getComponentType(), size); 5 int i = 0; 6 Object[] result = a; 7 for (Entry<E> e = header.next; e != header; e = e.next) 8 result[i++] = e.element; 9 if (a.length > size) 10 a[size] = null; 11 return a; 12 }
先判斷出入的數組a的大小是否足夠，若大小不夠則拓展。這裏用到了發射的方法，重新實例化了一個大小爲size的數組。之後將數組a賦值給數組result，遍歷鏈表向result中添加的元素。最後判斷數組a的長度是否大於size，若大於則將size位置的內容設置爲null。返回a。
從代碼中可以看出，數組a的length小於等於size時，a中所有元素被覆蓋，被拓展來的空間存儲的內容都是null；若數組a的length的length大於size，則0至size-1位置的內容被覆蓋，size位置的元素被設置爲null，size之後的元素不變。
爲什麼不直接對數組a進行操作，要將a賦值給result數組之後對result數組進行操作？
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LinkedList的Iterator
除了Entry，LinkedList還有一個內部類：ListItr。
ListItr實現了ListIterator接口，可知它是一個迭代器，通過它可以遍歷修改LinkedList。
在LinkedList中提供了獲取ListItr對象的方法：listIterator(int index)。
1 public ListIterator<E> listIterator(int index) { 2 return new ListItr(index); 3 }
該方法只是簡單的返回了一個ListItr對象。
LinkedList中還有通過集成獲得的listIterator()方法，該方法只是調用了listIterator(int index)並且傳入0。
下面詳細分析ListItr。
1 private class ListItr implements ListIterator<E> { 2 // 最近一次返回的節點，也是當前持有的節點 3 private Entry<E> lastReturned = header; 4 // 對下一個元素的引用 5 private Entry<E> next; 6 // 下一個節點的index 7 private int nextIndex; 8 private int expectedModCount = modCount; 9 // 構造方法，接收一個index參數，返回一個ListItr對象 10 ListItr(int index) { 11 // 如果index小於0或大於size，拋出IndexOutOfBoundsException異常 12 if (index < 0 || index > size) 13 throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index+ 14 ", Size: "+size); 15 // 判斷遍歷方向 16 if (index < (size >> 1)) { 17 // next賦值爲第一個節點 18 next = header.next; 19 // 獲取指定位置的節點 20 for (nextIndex=0; nextIndex<index; nextIndex++) 21 next = next.next; 22 } else { 23 // else中的處理和if塊中的處理一致，只是遍歷方向不同 24 next = header; 25 for (nextIndex=size; nextIndex>index; nextIndex--) 26 next = next.previous; 27 } 28 } 29 // 根據nextIndex是否等於size判斷時候還有下一個節點（也可以理解爲是否遍歷完了LinkedList） 30 public boolean hasNext() { 31 return nextIndex != size; 32 } 33 // 獲取下一個元素 34 public E next() { 35 checkForComodification(); 36 // 如果nextIndex==size,則已經遍歷完鏈表，即沒有下一個節點了（實際上是有的，因爲是循環鏈表，任何一個節點都會有上一個和下一個節點，這裏的沒有下一個節點只是說所有節點都已經遍歷完了） 37 if (nextIndex == size) 38 throw new NoSuchElementException(); 39 // 設置最近一次返回的節點爲next節點 40 lastReturned = next; 41 // 將next“向後移動一位” 42 next = next.next; 43 // index計數加1 44 nextIndex++; 45 // 返回lastReturned的元素 46 return lastReturned.element; 47 } 48 49 public boolean hasPrevious() { 50 return nextIndex != 0; 51 } 52 // 返回上一個節點，和next()方法相似 53 public E previous() { 54 if (nextIndex == 0) 55 throw new NoSuchElementException(); 56 57 lastReturned = next = next.previous; 58 nextIndex--; 59 checkForComodification(); 60 return lastReturned.element; 61 } 62 63 public int nextIndex() { 64 return nextIndex; 65 } 66 67 public int previousIndex() { 68 return nextIndex-1; 69 } 70 // 移除當前Iterator持有的節點 71 public void remove() { 72 checkForComodification(); 73 Entry<E> lastNext = lastReturned.next; 74 try { 75 LinkedList.this.remove(lastReturned); 76 } catch (NoSuchElementException e) { 77 throw new IllegalStateException(); 78 } 79 if (next==lastReturned) 80 next = lastNext; 81 else 82 nextIndex--; 83 lastReturned = header; 84 expectedModCount++; 85 } 86 // 修改當前節點的內容 87 public void set(E e) { 88 if (lastReturned == header) 89 throw new IllegalStateException(); 90 checkForComodification(); 91 lastReturned.element = e; 92 } 93 // 在當前持有節點後面插入新節點 94 public void add(E e) { 95 checkForComodification(); 96 // 將最近一次返回節點修改爲header 97 lastReturned = header; 98 addBefore(e, next); 99 nextIndex++; 100 expectedModCount++; 101 } 102 // 判斷expectedModCount和modCount是否一致，以確保通過ListItr的修改操作正確的反映在LinkedList中 103 final void checkForComodification() { 104 if (modCount != expectedModCount) 105 throw new ConcurrentModificationException(); 106 } 107 }
下面是一個ListItr的使用實例。
1 LinkedList<String> list = new LinkedList<String>(); 2 list.add("First"); 3 list.add("Second"); 4 list.add("Thrid"); 5 System.out.println(list); 6 ListIterator<String> itr = list.listIterator(); 7 while (itr.hasNext()) { 8 System.out.println(itr.next()); 9 } 10 try { 11 System.out.println(itr.next());// throw Exception 12 } catch (Exception e) { 13 // TODO: handle exception 14 } 15 itr = list.listIterator(); 16 System.out.println(list); 17 System.out.println(itr.next()); 18 itr.add("new node1"); 19 System.out.println(list); 20 itr.add("new node2"); 21 System.out.println(list); 22 System.out.println(itr.next()); 23 itr.set("modify node"); 24 System.out.println(list); 25 itr.remove(); 26 System.out.println(list);
1 結果： 2 [First, Second, Thrid] 3 First 4 Second 5 Thrid 6 [First, Second, Thrid] 7 First 8 [First, new node1, Second, Thrid] 9 [First, new node1, new node2, Second, Thrid] 10 Second 11 [First, new node1, new node2, modify node, Thrid] 12 [First, new node1, new node2, Thrid]
LinkedList還有一個提供Iterator的方法：descendingIterator()。該方法返回一個DescendingIterator對象。DescendingIterator是LinkedList的一個內部類。
1 public Iterator<E> descendingIterator() { 2 return new DescendingIterator(); 3 }
下面分析詳細分析DescendingIterator類。
1 private class DescendingIterator implements Iterator { 2 // 獲取ListItr對象 3 final ListItr itr = new ListItr(size()); 4 // hasNext其實是調用了itr的hasPrevious方法 5 public boolean hasNext() { 6 return itr.hasPrevious(); 7 } 8 // next()其實是調用了itr的previous方法 9 public E next() { 10 return itr.previous(); 11 } 12 public void remove() { 13 itr.remove(); 14 } 15 }
從類名和上面的代碼可以看出這是一個反向的Iterator，代碼很簡單，都是調用的ListItr類中的方法。