C# 泛型實戰：LinkedList 雙向鏈表與可空類型完整指南

一、LinkedList<T>：高效插入刪除的雙向鏈表

基本操作

LinkedList<T> 為 .NET 內建的雙向鏈表，每個節點（LinkedListNode<T>）同時持有 Previous 與 Next 指標，支援 O(1) 首尾插入、指定節點前後插入。範例以 TodoItem 示範：

var list = new LinkedList<TodoItem>();
list.AddFirst(new TodoItem("buy door", "first"));
list.AddFirst(new TodoItem("paint door", "third"));
list.AddBefore(list.Find("paint door"), new TodoItem("assemble door", "second"));
list.AddAfter(list.Find("paint door"), new TodoItem("hang door", "last"));

輸出順序即為邏輯順序：buy → assemble → paint → hang。透過 First、Last、Previous、Next 可任意導航。

效能考量：為何 List<T> 通常更快？

• 記憶體局部性：List<T> 底層為連續陣列，CPU 快取命中率高；LinkedList 節點分散堆疊，GC 掃描成本大。
• 插入刪除：雖然鏈表理論 O(1)，但實測 List.Add 多數情況更快（尾端擴容攤銷成本低）；List.Insert 需搬移元素，僅在頭部大量插入時鏈表有優勢。
• 隨機存取：List 支援索引器 O(1)；鏈表需遍歷 O(n)。
• 搜尋：List.BinarySearch O(log n) 需預先排序；鏈表僅線性搜尋 O(n)。

結論：除非有明確「頻繁中間插刪、極少隨機存取」需求，否則優先選 List<T>。

二、可空類型（Nullable<T>）完整解析

宣告與初始化

int? a = null;                    // 語法糖
Nullable<int> b = new Nullable<int>(); // 完整寫法

兩者等價，HasValue 判斷是否有值，Value 取值（無值時拋異常）。

判斷有值的兩種寫法

if (a.HasValue) { ... }
if (a != null) { ... }  // 編譯器自動轉為 HasValue

運算與轉型陷阱

• 可空類型參與運算：任一運算元為 null → 結果為 null（如 int? + int = int?）。
• 比較運算：null < 100 為 false，null >= 100 亦為 false，務必先檢查 HasValue。
• 轉非可空：(int)a 若 a 為 null 拋 InvalidOperationException；建議用 a.GetValueOrDefault() 或 a ?? defaultVal。

總結

掌握 LinkedList 適用場景與 Nullable<T> 邊界行為，能寫出更健壯、高效的 C# 程式碼。