Java LinkedList 深度解析：常用 API、源碼剖析與棧隊列實現

Java LinkedList 深度解析：常用 API、源碼剖析與棧隊列實現

LinkedList 是 Java 集合框架中基於雙向鏈表實現的 List 接口實現類，同時實現了 Deque 接口，因此天然支持棧（LIFO）和隊列（FIFO）操作。本文將從類結構、常用 API、底層源碼、棧隊列實現四個維度全面解析。

類結構與構造方法

• 繼承 AbstractSequentialList，實現 List、Deque、Cloneable、Serializable。
• 兩個構造方法：LinkedList() 創建空鏈表；LinkedList(Collection<? extends E> c) 包含指定集合元素的鏈表。
• 內部靜態類 Node<E> 定義雙向鏈表節點：item、next、prev。

核心 API 與代碼示例

LinkedList<String> sList = new LinkedList<>();
sList.add("zhangsan");        // 尾部添加
sList.add("lisi");
sList.add("wangwu");
sList.addFirst("jay");        // 頭部插入
sList.addLast("jhon");        // 尾部添加（同 add）
// 遍歷輸出
for (String name : sList) {
    System.out.println(name);
}
// 棧操作：先進後出
System.out.println(sList.removeFirst()); // 移除並返回首元素
sList.clear();
// 隊列操作：先進先出
System.out.println(sList.pollFirst());   // 獲取並移除首元素，空返回 null

底層源碼剖析：remove 與 unlink

remove(Object o) 遍歷鏈表查找目標節點，調用 unlink(Node<E> x) 斷開引用：

E unlink(Node<E> x) {
    final E element = x.item;
    final Node<E> next = x.next;
    final Node<E> prev = x.prev;
    if (prev == null) first = next;          // 刪除頭節點
    else { prev.next = next; x.prev = null; }
    if (next == null) last = prev;           // 刪除尾節點
    else { next.prev = prev; x.next = null; }
    x.item = null;                           // 幫助 GC
    size--; modCount++;
    return element;
}

圖解：刪除節點 b，將前驅 a 的 next 指向後繼 c，c 的 prev 指向 a，b 斷開引用置 null。

實現棧與隊列

因實現 Deque，LinkedList 可直接作為高性能棧/隊列使用，無需同步開銷（非線程安全）。

總結

LinkedList 以雙向鏈表為底層，隨機訪問 O(n)，但頭尾增刪 O(1)，適合頻繁插入刪除、棧隊列場景。理解 unlink 斷開引用機制有助於排查內存洩漏與併發修改異常。