参考地址：
《Java集合详解2：LinkedList和Queue》
《Java ArrayDeque实现Stack的功能》
《java数据结构----堆》
《深入理解Java PriorityQueue》
前言及概述
注：本文是基于的 HowToPlayLife 的博文《Java集合详解2：LinkedList和Queue》为基础而写的。
LinkedList与ArrayList一样实现List接口，只是ArrayList是List接口的大小可变数组的实现，LinkedList是List接口链表的实现。基于链表实现的方式使得LinkedList在插入和删除时更优于ArrayList，而随机访问则比ArrayList逊色些。
LinkedList实现所有可选的列表操作，并允许所有的元素包括null。
除了实现 List 接口外，LinkedList 类还为在列表的开头及结尾 get、remove 和 insert 元素提供了统一的命名方法。这些操作允许将链接列表用作堆栈、队列或双端队列。
此类实现 Deque 接口，为 add、poll 提供先进先出队列操作，以及其他堆栈和双端队列操作。
所有操作都是按照双重链接列表的需要执行的。在列表中编索引的操作将从开头或结尾遍历列表（从靠近指定索引的一端）。
同时，与ArrayList一样此实现不是同步的。
（以上摘自JDK 6.0 API）。
一. 源码分析
1.1 定义
首先我们先看LinkedList的定义：
public class LinkedList<E>
extends AbstractSequentialList<E>
implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable
从这段代码中我们可以清晰地看出，LinkedList 继承 AbstractSequentialList，实现List、Deque、Cloneable、Serializable:
- AbstractSequentialList: 提供了 List 接口的骨干实现，从而最大限度地减少了实现受“连续访问”数据存储（如链接列表）支持的此接口所需的工作，从而以减少实现 List 接口的复杂度;
- Deque: 一个线性 collection，支持在两端插入和移除元素，定义了双端队列的操作。
1.2 属性
在 LinkedList 中提供了两个基本属性 size、header。
private transient Entry header = new Entry(null, null, null);
private transient int size = 0;
其中 size 表示的 LinkedList 的大小，header 表示链表的表头，Entry 为节点对象。
private static class Entry<E> {
E element; //元素节点
Entry<E> next; //下一个元素
Entry<E> previous; //上一个元素
Entry(E element, Entry<E> next, Entry<E> previous) {
this.element = element;
this.next = next;
this.previous = previous;
}
}
上面为 Entry 对象的源代码，Entry 为 LinkedList 的内部类，它定义了存储的元素。该元素的前一个元素、后一个元素，这是典型的双向链表定义方式。
1.3 构造方法
LinkedList提供了两个构造方法：LinkedList() 和 LinkedList(Collection)。
1.4 增加方法
- add(E e): 将指定元素添加到此列表的结尾。
// 该方法调用addBefore方法，然后直接返回true，对于addBefore()而已，它为LinkedList的私有方法。
public boolean add(E e) {
addBefore(e, header);
return true;
}
private Entry<E> addBefore(E e, Entry<E> entry) {
//利用Entry构造函数构建一个新节点 newEntry，
Entry<E> newEntry = new Entry<E>(e, entry, entry.previous);
//修改newEntry的前后节点的引用，确保其链表的引用关系是正确的
newEntry.previous.next = newEntry;
newEntry.next.previous = newEntry;
//容量+1
size++;
//修改次数+1
modCount++;
return newEntry;
}
在 addBefore 方法中无非就是做了这件事：构建一个新节点 newEntry，然后修改其前后的引用。
LinkedList还提供了其他的增加方法：
- add(int index, E element)：在此列表中指定的位置插入指定的元素。
- addAll(Collection<? extends E> c)：添加指定 collection 中的所有元素到此列表的结尾，顺序是指定 collection 的迭代器返回这些元素的顺序。
- addAll(int index, Collection<? extends E> c)：将指定 collection 中的所有元素从指定位置开始插入此列表。
- addFirst(E e): 将指定元素插入此列表的开头。
- addLast(E e): 将指定元素添加到此列表的结尾。
1.5 移除方法
- remove(Object o)：从此列表中移除首次出现的指定元素（如果存在）。该方法的源代码如下：
public boolean remove(Object o) {
if (o==null) {
for (Entry<E> e = header.next; e != header; e = e.next) {
if (e.element==null) {
remove(e);
return true;
}
}
} else {
for (Entry<E> e = header.next; e != header; e = e.next) {
if (o.equals(e.element)) {
remove(e);
return true;
}
}
}
return false;
}
该方法首先会判断移除的元素是否为 null，然后迭代这个链表找到该元素节点，最后调用remove(Entry e)，remove(Entry e) 为私有方法，是 LinkedList 中所有移除方法的基础方法，如下：
private E remove(Entry<E> e) {
if (e == header)
throw new NoSuchElementException();
//保留被移除的元素：要返回
E result = e.element;
//将该节点的前一节点的next指向该节点后节点
e.previous.next = e.next;
//将该节点的后一节点的previous指向该节点的前节点
//这两步就可以将该节点从链表从除去：在该链表中是无法遍历到该节点的
e.next.previous = e.previous;
//将该节点归空
e.next = e.previous = null;
e.element = null;
size--;
modCount++;
return result;
}
其他的移除方法：
- clear(): 从此列表中移除所有元素。
- remove(): 获取并移除此列表的头（第一个元素）。
- remove(int index): 移除此列表中指定位置处的元素。
- remove(Objec o): 从此列表中移除首次出现的指定元素（如果存在）。
- removeFirst(): 移除并返回此列表的第一个元素。
- removeFirstOccurrence(Object o): 从此列表中移除第一次出现的指定元素（从头部到尾部遍历列表时）。
- removeLast(): 移除并返回此列表的最后一个元素。
- removeLastOccurrence(Object o): 从此列表中移除最后一次出现的指定元素（从头部到尾部遍历列表时）。
1.6 查找方法
对于查找方法的源码就没有什么好介绍了，无非就是迭代，比对，然后就是返回当前值。
- get(int index): 返回此列表中指定位置处的元素。
- getFirst(): 返回此列表的第一个元素。
- getLast(): 返回此列表的最后一个元素。
- indexOf(Object o): 返回此列表中首次出现的指定元素的索引，如果此列表中不包含该元素，则返回 -1。
- lastIndexOf(Object o): 返回此列表中最后出现的指定元素的索引，如果此列表中不包含该元素，则返回 -1。
二. Queue
Queue 接口定义了队列数据结构，元素是有序的(按插入顺序)，先进先出。Queue 接口相关的部分 UML 类图如下：
2.1 Deque
Deque (Double-ended queue) 为接口，继承了 Queue 接口，创建双向队列，灵活性更强，可以前向或后向迭代，在队头队尾均可插入或删除元素。它的两个主要实现类是 ArrayDeque 和 LinkedList。
Deque 接口源码如下：
package java.util;
public interface Deque<E> extends Queue<E> {
void addFirst(E e);
void addLast(E e);
boolean offerFirst(E e);
boolean offerLast(E e);
E removeFirst();
E removeLast();
E pollFirst();
E pollLast();
E getFirst();
E getLast();
E peekFirst();
E peekLast();
boolean removeLastOccurrence(Object o);
// *** Queue methods ***
boolean add(E e);
boolean offer(E e);
E remove();
E poll();
E element();
E peek();
// *** Stack methods ***
void push(E e);
E pop();
// *** Collection methods ***
boolean remove(Object o);
boolean contains(Object o);
public int size();
Iterator<E> iterator();
Iterator<E> descendingIterator();
}
2.2 ArrayDeque
ArrayDeque 在 CarpenterLee 的博文 《Java ArrayDeque源码剖析》 中做了很详尽的解释，可参考该博客。
在 JDK 1.0/1.1 中提供了栈 (Stack) 的定义，但该方法已经过时了。通过 ArrayDeque 可以用较高效的方法实现栈。
例如创建一个存放 Integer 类型的 Stack，只要在类中创建一个 ArrayDeque 类的变量作为属性，之后定义的出栈、入栈，观察栈顶元素的操作就直接操作 ArrayDeque 的实例变量即可，源码如下：
import java.util.ArrayDeque;
import java.util.Deque;
public class IntegerStack {
private Deque<Integer> data = new ArrayDeque<Integer>();
public void push(Integer element) {
data.addFirst(element);
}
public Integer pop() {
return data.removeFirst();
}
public Integer peek() {
return data.peekFirst();
}
public String toString() {
return data.toString();
}
public static void main(String[] args) {
IntegerStack stack = new IntegerStack();
for (int i = 0; i < 5; i++) {
stack.push(i);
}
System.out.println(stack);
System.out.println("After pushing 5 elements: " + stack);
int m = stack.pop();
System.out.println("Popped element = " + m);
System.out.println("After popping 1 element : " + stack);
int n = stack.peek();
System.out.println("Peeked element = " + n);
System.out.println("After peeking 1 element : " + stack);
}
}
2.3 PriorityQueue
PriorityQueue 即优先队列。优先队列的作用是能保证每次取出的元素都是队列中权值最小的（Java 的优先队列每次取最小元素，C++ 的优先队列每次取最大元素）。这里牵涉到了大小关系，元素大小的评判可以通过元素本身的自然顺序（natural ordering），也可以通过构造时传入的比较器（Comparator，类似于C++的仿函数）。
- PriorityQueue 的数据结构基础为堆 (Heap)，堆的本质就是一个数组。对于堆的说明，在海的味道的博文《java数据结构----堆》中描述十分清晰，可在该博文中进行理解。
- PriorityQueue 的实现原理及源码在CarpenterLee的博文《深入理解Java PriorityQueue》中描述清楚，可在该博文中进行学习。
