Java中的List

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Java中常用的List子类主要有：ArrayList、LinkedList、Vector。

一：ArrayList

ArrayList实现了List接口，实现了一系列的add()/get()/clear()/remove()等接口中的方法。其底层其实是一个数组，通过对数组上一系列操作的封装来实现list的各种功能的。

package java.util;

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
        implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
{
    // 序列版本号
    private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L;

    // 保存ArrayList中数据的数组
    private transient Object[] elementData;

    // ArrayList中实际数据的数量
    private int size;

    // ArrayList带容量大小的构造函数。
    public ArrayList(int initialCapacity) {
        super();
        if (initialCapacity < 0)
            throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
                                               initialCapacity);
        // 新建一个数组
        this.elementData = new Object[initialCapacity];
    }

    // ArrayList构造函数。默认容量是10。
    public ArrayList() {
        this(10);
    }

    // 创建一个包含collection的ArrayList
    public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
        elementData = c.toArray();
        size = elementData.length;
        // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
        if (elementData.getClass() != Object[].class)
            elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
    }

    // 将当前容量值设为 =实际元素个数
    public void trimToSize() {
        modCount++;
        int oldCapacity = elementData.length;
        if (size < oldCapacity) {
            elementData = Arrays.copyOf(elementData, size);
        }
    }

    // 确定ArrarList的容量。
    // 若ArrayList的容量不足以容纳当前的全部元素，设置 新的容量=“(原始容量x3)/2 + 1”
    public void ensureCapacity(int minCapacity) {
        // 将“修改统计数”+1
        modCount++;
        int oldCapacity = elementData.length;
        // 若当前容量不足以容纳当前的元素个数，设置 新的容量=“(原始容量x3)/2 + 1”
        if (minCapacity > oldCapacity) {
            Object oldData[] = elementData;
            int newCapacity = (oldCapacity * 3)/2 + 1;
            if (newCapacity < minCapacity)
                newCapacity = minCapacity;
            elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
        }
    }

    // 添加元素e
    public boolean add(E e) {
        // 确定ArrayList的容量大小
        ensureCapacity(size + 1);  // Increments modCount!!
        // 添加e到ArrayList中
        elementData[size++] = e;
        return true;
    }

    // 返回ArrayList的实际大小
    public int size() {
        return size;
    }

    // 返回ArrayList是否包含Object(o)
    public boolean contains(Object o) {
        return indexOf(o) >= 0;
    }

    // 返回ArrayList是否为空
    public boolean isEmpty() {
        return size == 0;
    }

    // 正向查找，返回元素的索引值
    public int indexOf(Object o) {
        if (o == null) {
            for (int i = 0; i < size; i++)
            if (elementData[i]==null)
                return i;
            } else {
                for (int i = 0; i < size; i++)
                if (o.equals(elementData[i]))
                    return i;
            }
            return -1;
        }

        // 反向查找，返回元素的索引值
        public int lastIndexOf(Object o) {
        if (o == null) {
            for (int i = size-1; i >= 0; i--)
            if (elementData[i]==null)
                return i;
        } else {
            for (int i = size-1; i >= 0; i--)
            if (o.equals(elementData[i]))
                return i;
        }
        return -1;
    }

    // 反向查找(从数组末尾向开始查找)，返回元素(o)的索引值
    public int lastIndexOf(Object o) {
        if (o == null) {
            for (int i = size-1; i >= 0; i--)
            if (elementData[i]==null)
                return i;
        } else {
            for (int i = size-1; i >= 0; i--)
            if (o.equals(elementData[i]))
                return i;
        }
        return -1;
    }

    // 返回ArrayList的Object数组
    public Object[] toArray() {
        return Arrays.copyOf(elementData, size);
    }

    // 返回ArrayList的模板数组。所谓模板数组，即可以将T设为任意的数据类型
    public <T> T[] toArray(T[] a) {
        // 若数组a的大小 < ArrayList的元素个数；
        // 则新建一个T[]数组，数组大小是“ArrayList的元素个数”，并将“ArrayList”全部拷贝到新数组中
        if (a.length < size)
            return (T[]) Arrays.copyOf(elementData, size, a.getClass());

        // 若数组a的大小 >= ArrayList的元素个数；
        // 则将ArrayList的全部元素都拷贝到数组a中。
        System.arraycopy(elementData, 0, a, 0, size);
        if (a.length > size)
            a[size] = null;
        return a;
    }

    // 获取index位置的元素值
    public E get(int index) {
        RangeCheck(index);

        return (E) elementData[index];
    }

    // 设置index位置的值为element
    public E set(int index, E element) {
        RangeCheck(index);

        E oldValue = (E) elementData[index];
        elementData[index] = element;
        return oldValue;
    }

    // 将e添加到ArrayList中
    public boolean add(E e) {
        ensureCapacity(size + 1);  // Increments modCount!!
        elementData[size++] = e;
        return true;
    }

    // 将e添加到ArrayList的指定位置
    public void add(int index, E element) {
        if (index > size || index < 0)
            throw new IndexOutOfBoundsException(
            "Index: "+index+", Size: "+size);

        ensureCapacity(size+1);  // Increments modCount!!
        System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
             size - index);
        elementData[index] = element;
        size++;
    }

    // 删除ArrayList指定位置的元素
    public E remove(int index) {
        RangeCheck(index);

        modCount++;
        E oldValue = (E) elementData[index];

        int numMoved = size - index - 1;
        if (numMoved > 0)
            System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
                 numMoved);
        elementData[--size] = null; // Let gc do its work

        return oldValue;
    }

    // 删除ArrayList的指定元素
    public boolean remove(Object o) {
        if (o == null) {
                for (int index = 0; index < size; index++)
            if (elementData[index] == null) {
                fastRemove(index);
                return true;
            }
        } else {
            for (int index = 0; index < size; index++)
            if (o.equals(elementData[index])) {
                fastRemove(index);
                return true;
            }
        }
        return false;
    }

    // 快速删除第index个元素
    private void fastRemove(int index) {
        modCount++;
        int numMoved = size - index - 1;
        // 从"index+1"开始，用后面的元素替换前面的元素。
        if (numMoved > 0)
            System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
                             numMoved);
        // 将最后一个元素设为null
        elementData[--size] = null; // Let gc do its work
    }

    // 删除元素
    public boolean remove(Object o) {
        if (o == null) {
            for (int index = 0; index < size; index++)
            if (elementData[index] == null) {
                fastRemove(index);
            return true;
            }
        } else {
            // 便利ArrayList，找到“元素o”，则删除，并返回true。
            for (int index = 0; index < size; index++)
            if (o.equals(elementData[index])) {
                fastRemove(index);
            return true;
            }
        }
        return false;
    }

    // 清空ArrayList，将全部的元素设为null
    public void clear() {
        modCount++;

        for (int i = 0; i < size; i++)
            elementData[i] = null;

        size = 0;
    }

    // 将集合c追加到ArrayList中
    public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
        Object[] a = c.toArray();
        int numNew = a.length;
        ensureCapacity(size + numNew);  // Increments modCount
        System.arraycopy(a, 0, elementData, size, numNew);
        size += numNew;
        return numNew != 0;
    }

    // 从index位置开始，将集合c添加到ArrayList
    public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
        if (index > size || index < 0)
            throw new IndexOutOfBoundsException(
            "Index: " + index + ", Size: " + size);

        Object[] a = c.toArray();
        int numNew = a.length;
        ensureCapacity(size + numNew);  // Increments modCount

        int numMoved = size - index;
        if (numMoved > 0)
            System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + numNew,
                 numMoved);

        System.arraycopy(a, 0, elementData, index, numNew);
        size += numNew;
        return numNew != 0;
    }

    // 删除fromIndex到toIndex之间的全部元素。
    protected void removeRange(int fromIndex, int toIndex) {
    modCount++;
    int numMoved = size - toIndex;
        System.arraycopy(elementData, toIndex, elementData, fromIndex,
                         numMoved);

    // Let gc do its work
    int newSize = size - (toIndex-fromIndex);
    while (size != newSize)
        elementData[--size] = null;
    }

    private void RangeCheck(int index) {
    if (index >= size)
        throw new IndexOutOfBoundsException(
        "Index: "+index+", Size: "+size);
    }

    // 克隆函数
    public Object clone() {
        try {
            ArrayList<E> v = (ArrayList<E>) super.clone();
            // 将当前ArrayList的全部元素拷贝到v中
            v.elementData = Arrays.copyOf(elementData, size);
            v.modCount = 0;
            return v;
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            // this shouldn't happen, since we are Cloneable
            throw new InternalError();
        }
    }

    // java.io.Serializable的写入函数
    // 将ArrayList的“容量，所有的元素值”都写入到输出流中
    private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
        throws java.io.IOException{
    // Write out element count, and any hidden stuff
    int expectedModCount = modCount;
    s.defaultWriteObject();

        // 写入“数组的容量”
        s.writeInt(elementData.length);

    // 写入“数组的每一个元素”
    for (int i=0; i<size; i++)
            s.writeObject(elementData[i]);

    if (modCount != expectedModCount) {
            throw new ConcurrentModificationException();
        }

    }

    // java.io.Serializable的读取函数：根据写入方式读出
    // 先将ArrayList的“容量”读出，然后将“所有的元素值”读出
    private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
        throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {
        // Read in size, and any hidden stuff
        s.defaultReadObject();

        // 从输入流中读取ArrayList的“容量”
        int arrayLength = s.readInt();
        Object[] a = elementData = new Object[arrayLength];

        // 从输入流中将“所有的元素值”读出
        for (int i=0; i<size; i++)
            a[i] = s.readObject();
    }
}

1：ArrayList 实际上是通过一个数组去保存数据的。当我们构造ArrayList时；若使用默认构造函数，则ArrayList的默认容量大小是10。
      2：当ArrayList容量不足以容纳全部元素时，ArrayList扩容：新的容量=“(原始容量x3)/2 + 1”。创建新容量大小的数组并把原数组内容复制过去。
      3：ArrayList的add()/get()/remove()等操作都是对底层的数组进行操作而已。

二：LinkedList

LinkedList通过另一种方式实现List接口，不仅如此，它还实现了 Queue、Deque接口，使得LinkedList可以作为 栈、队列、双端队列来使用。

    LinkedList底层是一个 双向链表。其对于 List、Queue、Deque接口中的方法都是通过封装在链表上的操作来实现的。

    package com.chy.collection.core;  

    import java.util.AbstractSequentialList;
    import java.util.Collections;
    import java.util.ConcurrentModificationException;
    import java.util.Deque;
    import java.util.Iterator;
    import java.util.NoSuchElementException;
    import java.util.Queue;
    import java.util.Vector;  

    /**
     * LinkedList实际上是通过双向链表去实现的、整个链表是通过Entry实体类来存储数据的
     */  

    public class LinkedList<E>
        extends AbstractSequentialList<E>
        implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable
    {
        //链表的表头、表头不包含任何数据、
        //Entry是双向链表节点所对应的数据结构，它包括的属性有：当前节点所包含的值，上一个节点，下一个节点。
        private transient Entry<E> header = new Entry<E>(null, null, null);  

        // LinkedList中元素个数
        private transient int size = 0;  

        /**
         * 构造一个空的LinkedList、只含有表头
         */
        public LinkedList() {
            header.next = header.previous = header;
        }  

        /**
         * 创建一个包含c的LinkedList、先创建默认空、然后将c中所有元素添加到LinkedList中
         */
        public LinkedList(Collection<? extends E> c) {
            this();
            addAll(c);
        }  

        /** 获取链表第一个元素、*/
        public E getFirst() {
            if (size==0)
                throw new NoSuchElementException();
            //因其是双向链表、这里的header可视为顺序的第一个不含元素的表头、所以第一个是此header的下一个元素
            return header.next.element;
        }  

        /** 获取链表最后一个元素*/
        public E getLast()  {
        if (size==0)
            throw new NoSuchElementException();
            //因其是双向链表、这里的header可视为逆序的第一个不含元素的表头、所以最后一个是此header的上一个元素
            return header.previous.element;
        }  

        /** 删除LinkedList的第一个元素*/
        public E removeFirst() {
            return remove(header.next);
        }  

        /** 删除LinkedList的最后一个元素*/
        public E removeLast() {
            return remove(header.previous);
        }  

        /** 将元素e添加到LinkedList的起始位置*/
        public void addFirst(E e) {
            addBefore(e, header.next);
        }  

        /** 将元素e添加到LinkedList的结束位置*/
        public void addLast(E e) {
            addBefore(e, header);
        }  

        /** 判断是否包含Object o*/
        public boolean contains(Object o) {
            return indexOf(o) != -1;
        }  

        /** 返回LinkedList的大小*/
        public int size() {
            return size;
        }  

        /** 将元素(E)添加到LinkedList中、添加到末尾*/
        public boolean add(E e) {
            addBefore(e, header);
            return true;
        }  

        /** 从LinkedList中删除o、如果存在则删除第一查找到的o并返回true、若不存在则返回false*/
        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;
        }  

        /** 将c中元素添加到双向链表LinkedList中、从尾部开始添加*/
        public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
            return addAll(size, c);
        }  

        /** 将c中元素添加到双向链表LinkedList中、所有元素添加到index与index+1表示的元素中间*/
        public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
            if (index < 0 || index > size)
                throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index+ ", Size: "+size);
            //将c转换成数组、方便遍历元素和获取元素个数
            Object[] a = c.toArray();
            int numNew = a.length;
            if (numNew==0)
                return false;
            modCount++;  

            //设置当前要插入节点的下一个节点
            Entry<E> successor = (index==size ? header : entry(index));
            //设置当前要插入节点的上一个节点
            Entry<E> predecessor = successor.previous;
            //将c中元素插入到LinkedList中
            for (int i=0; i<numNew; i++) {
                Entry<E> e = new Entry<E>((E)a[i], successor, predecessor);
                predecessor.next = e;
                predecessor = e;
            }
            successor.previous = predecessor;
            size += numNew;
            return true;
        }  

        /** 删除LinkedList中所有元素*/
        public void clear() {
            Entry<E> e = header.next;
            while (e != header) {
                Entry<E> next = e.next;
                e.next = e.previous = null;
                e.element = null;
                e = next;
            }
            header.next = header.previous = header;
            size = 0;
            modCount++;
        }  

        // Positional Access Operations  

        /** 获取index处的元素*/
        public E get(int index) {
            return entry(index).element;
        }  

        /** 设置index处的元素、并将old元素返回*/
        public E set(int index, E element) {
            Entry<E> e = entry(index);
            E oldVal = e.element;
            e.element = element;
            return oldVal;
        }  

        /** 在index前添加节点，且节点的值为element*/
        public void add(int index, E element) {
            addBefore(element, (index==size ? header : entry(index)));
        }  

        /** 删除index位置的节点*/
        public E remove(int index) {
            return remove(entry(index));
        }  

        /**  获取双向链表LinkedList中指定位置的节点、是LinkedList实现List中通过index操作元素的关键*/
        private Entry<E> entry(int index) {
            if (index < 0 || index >= size)
                throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index+ ", Size: "+size);
            Entry<E> e = header;
            if (index < (size >> 1)) {
                for (int i = 0; i <= index; i++)
                    e = e.next;
            } else {
                for (int i = size; i > index; i--)
                    e = e.previous;
            }
            return e;
        }  

        // Search Operations  

        /** 查询o所在LinkedList中的位置的索引、从前向后、不存在返回-1*/
        public int indexOf(Object o) {
            int index = 0;
            if (o==null) {
                for (Entry e = header.next; e != header; e = e.next) {
                    if (e.element==null)
                        return index;
                    index++;
                }
            } else {
                for (Entry e = header.next; e != header; e = e.next) {
                    if (o.equals(e.element))
                        return index;
                    index++;
                }
            }
            return -1;
        }  

        /** 查询o所在LinkedList中的位置的索引、从后向前、不存在返回-1*/
        public int lastIndexOf(Object o) {
            int index = size;
            if (o==null) {
                for (Entry e = header.previous; e != header; e = e.previous) {
                    index--;
                    if (e.element==null)
                        return index;
                }
            } else {
                for (Entry e = header.previous; e != header; e = e.previous) {
                    index--;
                    if (o.equals(e.element))
                        return index;
                }
            }
            return -1;
        }  

        // Queue operations.  

        /** 返回第一个节点、若size为0则返回null*/
        public E peek() {
            if (size==0)
                return null;
            return getFirst();
        }  

        /** 返回第一个节点、若size为0则抛异常NoSuchElementException*/
        public E element() {
            return getFirst();
        }  

        /** 删除并返回第一个节点 、若LinkedList的大小为0,则返回null*/
        public E poll() {
            if (size==0)
                return null;
            return removeFirst();
        }  

        /** 删除第一个元素、若LinkedList的大小为0,则抛异常*/
        public E remove() {
            return removeFirst();
        }  

        /** 将e添加双向链表末尾*/
        public boolean offer(E e) {
            return add(e);
        }  

        // Deque operations
        /** 将e添加双向链表开头*/
        public boolean offerFirst(E e) {
            addFirst(e);
            return true;
        }  

        /** 将e添加双向链表末尾*/
        public boolean offerLast(E e) {
            addLast(e);
            return true;
        }  

        /**返回第一个节点、若LinkedList的大小为0,则返回null*/
        public E peekFirst() {
            if (size==0)
                return null;
            return getFirst();
        }  

        /**返回最后一个节点、 若LinkedList的大小为0,则返回null*/
        public E peekLast() {
            if (size==0)
                return null;
            return getLast();
        }  

        /** 删除并返回第一个、若LinkedList的大小为0,则返回null*/
        public E pollFirst() {
            if (size==0)
                return null;
            return removeFirst();
        }  

        /** 删除并返回最后一个、若LinkedList的大小为0,则返回null*/
        public E pollLast() {
            if (size==0)
                return null;
            return removeLast();
        }  

        /** 将e插入到双向链表开头*/
        public void push(E e) {
            addFirst(e);
        }  

        /** 删除并返回第一个节点*/
        public E pop() {
            return removeFirst();
        }  

        /** 从LinkedList中删除o、如果存在则删除第一查找到的o并返回true、若不存在则返回false*/
        public boolean removeFirstOccurrence(Object o) {
            return remove(o);
        }  

        /** 从LinkedList末尾向前查找，删除第一个值为元素(o)的节点*/
        public boolean removeLastOccurrence(Object o) {
            if (o==null) {
                for (Entry<E> e = header.previous; e != header; e = e.previous) {
                    if (e.element==null) {
                        remove(e);
                        return true;
                    }
                }
            } else {
                for (Entry<E> e = header.previous; e != header; e = e.previous) {
                    if (o.equals(e.element)) {
                        remove(e);
                        return true;
                    }
                }
            }
            return false;
        }  

        /** 返回“index到末尾的全部节点”对应的ListIterator对象(List迭代器)*/
        public ListIterator<E> listIterator(int index) {
            return new ListItr(index);
        }  

        private class ListItr implements ListIterator<E> {
            // 上一次返回的节点
            private Entry<E> lastReturned = header;
            // 下一个节点
            private Entry<E> next;
            // 下一个节点对应的索引值
            private int nextIndex;
            // 期望的改变计数。用来实现fail-fast机制。
            private int expectedModCount = modCount;  

            //构造函数、 从index位置开始进行迭代
            ListItr(int index) {
                if (index < 0 || index > size)
                    throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index+ ", Size: "+size);
                /*
                 *  若 “index 小于 ‘双向链表长度的一半’”，则从第一个元素开始往后查找；
                 *  否则，从最后一个元素往前查找。
                 */
                if (index < (size >> 1)) {
                    next = header.next;
                    for (nextIndex=0; nextIndex<index; nextIndex++)
                        next = next.next;
                } else {
                    next = header;
                    for (nextIndex=size; nextIndex>index; nextIndex--)
                        next = next.previous;
                }
            }
            // 是否存在下一个元素
            public boolean hasNext() {
                return nextIndex != size;
            }
            // 获取下一个元素
            public E next() {
                checkForComodification();
                if (nextIndex == size)
                throw new NoSuchElementException();  

                lastReturned = next;
                next = next.next;
                nextIndex++;
                return lastReturned.element;
            }  

            // 是否存在上一个元素
            public boolean hasPrevious() {
                return nextIndex != 0;
            }
            // 获取上一个元素
            public E previous() {
                if (nextIndex == 0)
                throw new NoSuchElementException();  

                lastReturned = next = next.previous;
                nextIndex--;
                checkForComodification();
                return lastReturned.element;
            }  

            // 获取下一个元素的索引
            public int nextIndex() {
                return nextIndex;
            }  

            // 获取上一个元素的索引
            public int previousIndex() {
                return nextIndex-1;
            }
            // 删除双向链表中的当前节点
            public void remove() {
                    checkForComodification();
                    Entry<E> lastNext = lastReturned.next;
                    try {
                        LinkedList.this.remove(lastReturned);
                    } catch (NoSuchElementException e) {
                        throw new IllegalStateException();
                    }
                if (next==lastReturned)
                        next = lastNext;
                    else
                nextIndex--;
                lastReturned = header;
                expectedModCount++;
            }
            // 设置当前节点为e
            public void set(E e) {
                if (lastReturned == header)
                throw new IllegalStateException();
                checkForComodification();
                lastReturned.element = e;
            }
            // 将e添加到当前节点的前面
            public void add(E e) {
                checkForComodification();
                lastReturned = header;
                addBefore(e, next);
                nextIndex++;
                expectedModCount++;
            }
            // 判断 “modCount和expectedModCount是否相等”，以此来实现fail-fast机制。
            final void checkForComodification() {
                if (modCount != expectedModCount)
                    throw new ConcurrentModificationException();
            }
        }  

        /**
         * 内部静态类、是双向链表的节点所对应的数据结构、
         * 此数据结构包含三部分：上一节点、下一节点、当前节点值
         */
        private static class Entry<E> {
            //当前节点值
            E element;
            //下一节点
            Entry<E> next;
            //上一节点
            Entry<E> previous;  

            /**
             * 链表节点构造函数
             * @param element   节点值
             * @param next      下一节点
             * @param previous  上一节点
             */
            Entry(E element, Entry<E> next, Entry<E> previous) {
                this.element = element;
                this.next = next;
                this.previous = previous;
            }
        }  

        //新建节点、节点值是e、将新建的节点添加到entry之前
        private Entry<E> addBefore(E e, Entry<E> entry) {
            //觉得难理解的可以先花个几分钟看一下链式结构资料、最好是图片形式的
            //新建节点实体
            Entry<E> newEntry = new Entry<E>(e, entry, entry.previous);
            //将参照节点原来的上一个节点（即插在谁前面的）的下一个节点设置成newEntry
            newEntry.previous.next = newEntry;
            //将参照节点（即插在谁前面的）的前一个节点设置成newEntry
            newEntry.next.previous = newEntry;
            size++;
            modCount++;
            return newEntry;
        }  

        //将节点从链表中删除、返回被删除的节点的内容
        private E remove(Entry<E> e) {
            //如果是表头、抛异常
            if (e == header)
                throw new NoSuchElementException();  

            E result = e.element;
            //下面实际上就是、将e拿掉、然后将e的上下两个节点连接起来
            e.previous.next = e.next;
            e.next.previous = e.previous;
            e.next = e.previous = null;
            e.element = null;
            size--;
            modCount++;
            return result;
        }  

        /**
         * 反向迭代器
         * @since 1.6
         */
        public Iterator<E> descendingIterator() {
            return new DescendingIterator();
        }  

        /** 反向迭代器实现类 */
        private class DescendingIterator implements Iterator {
            final ListItr itr = new ListItr(size());
            public boolean hasNext() {
                return itr.hasPrevious();
            }
            public E next() {
                return itr.previous();
            }
            public void remove() {
                itr.remove();
            }
        }  

        /** 返回LinkedList的克隆对象*/
        public Object clone() {
            LinkedList<E> clone = null;
            try {
                clone = (LinkedList<E>) super.clone();
            } catch (CloneNotSupportedException e) {
                throw new InternalError();
            }  

            // Put clone into "virgin" state
            clone.header = new Entry<E>(null, null, null);
            clone.header.next = clone.header.previous = clone.header;
            clone.size = 0;
            clone.modCount = 0;  

            // Initialize clone with our elements
            for (Entry<E> e = header.next; e != header; e = e.next)
                clone.add(e.element);  

            return clone;
        }  

        /** 将LinkedList中的所有元素转换成Object[]中*/
        public Object[] toArray() {
            Object[] result = new Object[size];
            int i = 0;
            for (Entry<E> e = header.next; e != header; e = e.next)
                result[i++] = e.element;
            return result;
        }  

        /** 将LinkedList中的所有元素转换成Object[]中、并且完成类型转换*/
        public <T> T[] toArray(T[] a) {
            if (a.length < size)
                a = (T[])java.lang.reflect.Array.newInstance(a.getClass().getComponentType(), size);
            int i = 0;
            Object[] result = a;
            for (Entry<E> e = header.next; e != header; e = e.next)
                result[i++] = e.element;  

            if (a.length > size)
                a[size] = null;  

            return a;
        }  

        private static final long serialVersionUID = 876323262645176354L;  

        /** 将LinkedList的“容量，所有的元素值”都写入到输出流中
         *  1、将LinkedList的容量写入进去
         *  2、将LinkedList中的所有元素写入进去
         */
        private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
            throws java.io.IOException {
            // Write out any hidden serialization magic
            s.defaultWriteObject();  

            // Write out size
            s.writeInt(size);  

            // Write out all elements in the proper order.
            for (Entry e = header.next; e != header; e = e.next)
                s.writeObject(e.element);
        }  

        /**
         *  将写入的LinkedList读取出来
         *  1、读取写入的LinkedList的容量
         *  2、读取写入的元素
         */
        private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
            throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {
            // Read in any hidden serialization magic
            s.defaultReadObject();  

            // Read in size
            int size = s.readInt();  

            // Initialize header
            header = new Entry<E>(null, null, null);
            header.next = header.previous = header;  

            // Read in all elements in the proper order.
            for (int i=0; i<size; i++)
                addBefore((E)s.readObject(), header);
        }
    }  

三：Vector

Vector也是在底层通过一个数组来保存数据，通过底层数组的一系列操作来实现List接口的。

package java.util;
public class Vector<E>
    extends AbstractList<E>
    implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
{

    // 保存Vector中数据的数组
    protected Object[] elementData;
    // 实际数据的数量
    protected int elementCount;
    // 容量增长系数
    protected int capacityIncrement;
    // Vector的序列版本号
    private static final long serialVersionUID = -2767605614048989439L;
    // Vector构造函数。默认容量是10。
    public Vector() {
        this(10);
    }
    // 指定Vector容量大小的构造函数
    public Vector(int initialCapacity) {
        this(initialCapacity, 0);
    }
    // 指定Vector"容量大小"和"增长系数"的构造函数
    public Vector(int initialCapacity, int capacityIncrement) {
        super();
        if (initialCapacity < 0)
            throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
                                               initialCapacity);
        // 新建一个数组，数组容量是initialCapacity
        this.elementData = new Object[initialCapacity];
        // 设置容量增长系数
        this.capacityIncrement = capacityIncrement;
    }
    // 指定集合的Vector构造函数。
    public Vector(Collection<? extends E> c) {
        // 获取“集合(c)”的数组，并将其赋值给elementData
        elementData = c.toArray();
        // 设置数组长度
        elementCount = elementData.length;
        // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
        if (elementData.getClass() != Object[].class)
            elementData = Arrays.copyOf(elementData, elementCount, Object[].class);
    }
    // 将数组Vector的全部元素都拷贝到数组anArray中
    public synchronized void copyInto(Object[] anArray) {
        System.arraycopy(elementData, 0, anArray, 0, elementCount);
    }
    // 将当前容量值设为 =实际元素个数
    public synchronized void trimToSize() {
        modCount++;
        int oldCapacity = elementData.length;
        if (elementCount < oldCapacity) {
            elementData = Arrays.copyOf(elementData, elementCount);
        }
    }
    // 确认“Vector容量”的帮助函数
    private void ensureCapacityHelper(int minCapacity) {
        int oldCapacity = elementData.length;
        // 当Vector的容量不足以容纳当前的全部元素，增加容量大小。
        // 若 容量增量系数>0(即capacityIncrement>0)，则将容量增大当capacityIncrement
        // 否则，将容量增大一倍。
        if (minCapacity > oldCapacity) {
            Object[] oldData = elementData;
            int newCapacity = (capacityIncrement > 0) ?
                (oldCapacity + capacityIncrement) : (oldCapacity * 2);
            if (newCapacity < minCapacity) {
                newCapacity = minCapacity;
            }
            elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
        }
    }
    // 确定Vector的容量。
    public synchronized void ensureCapacity(int minCapacity) {
        // 将Vector的改变统计数+1
        modCount++;
        ensureCapacityHelper(minCapacity);
    }
    // 设置容量值为 newSize
    public synchronized void setSize(int newSize) {
        modCount++;
        if (newSize > elementCount) {
            // 若 "newSize 大于 Vector容量"，则调整Vector的大小。
            ensureCapacityHelper(newSize);
        } else {
            // 若 "newSize 小于/等于 Vector容量"，则将newSize位置开始的元素都设置为null
            for (int i = newSize ; i < elementCount ; i++) {
                elementData[i] = null;
            }
        }
        elementCount = newSize;
    }
    // 返回“Vector的总的容量”
    public synchronized int capacity() {
        return elementData.length;
    }
    // 返回“Vector的实际大小”，即Vector中元素个数
    public synchronized int size() {
        return elementCount;
    }
    // 判断Vector是否为空
    public synchronized boolean isEmpty() {
        return elementCount == 0;
    }
    // 返回“Vector中全部元素对应的Enumeration”
    public Enumeration<E> elements() {
        // 通过匿名类实现Enumeration
        return new Enumeration<E>() {
            int count = 0;
            // 是否存在下一个元素
            public boolean hasMoreElements() {
                return count < elementCount;
            }
            // 获取下一个元素
            public E nextElement() {
                synchronized (Vector.this) {
                    if (count < elementCount) {
                        return (E)elementData[count++];
                    }
                }
                throw new NoSuchElementException("Vector Enumeration");
            }
        };
    }
    // 返回Vector中是否包含对象(o)
    public boolean contains(Object o) {
        return indexOf(o, 0) >= 0;
    }

    // 从index位置开始向后查找元素(o)。
    // 若找到，则返回元素的索引值；否则，返回-1
    public synchronized int indexOf(Object o, int index) {
        if (o == null) {
            // 若查找元素为null，则正向找出null元素，并返回它对应的序号
            for (int i = index ; i < elementCount ; i++)
            if (elementData[i]==null)
                return i;
        } else {
            // 若查找元素不为null，则正向找出该元素，并返回它对应的序号
            for (int i = index ; i < elementCount ; i++)
            if (o.equals(elementData[i]))
                return i;
        }
        return -1;
    }
    // 查找并返回元素(o)在Vector中的索引值
    public int indexOf(Object o) {
        return indexOf(o, 0);
    }
    // 从后向前查找元素(o)。并返回元素的索引
    public synchronized int lastIndexOf(Object o) {
        return lastIndexOf(o, elementCount-1);
    }
    // 从后向前查找元素(o)。开始位置是从前向后的第index个数；
    // 若找到，则返回元素的“索引值”；否则，返回-1。
    public synchronized int lastIndexOf(Object o, int index) {
        if (index >= elementCount)
            throw new IndexOutOfBoundsException(index + " >= "+ elementCount);
        if (o == null) {
            // 若查找元素为null，则反向找出null元素，并返回它对应的序号
            for (int i = index; i >= 0; i--)
            if (elementData[i]==null)
                return i;
        } else {
            // 若查找元素不为null，则反向找出该元素，并返回它对应的序号
            for (int i = index; i >= 0; i--)
            if (o.equals(elementData[i]))
                return i;
        }
        return -1;
    }
    // 返回Vector中index位置的元素。
    // 若index月结，则抛出异常
    public synchronized E elementAt(int index) {
        if (index >= elementCount) {
            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index + " >= " + elementCount);
        }
        return (E)elementData[index];
    }
    // 获取Vector中的第一个元素。
    // 若失败，则抛出异常！
    public synchronized E firstElement() {
        if (elementCount == 0) {
            throw new NoSuchElementException();
        }
        return (E)elementData[0];
    }
    // 获取Vector中的最后一个元素。
    // 若失败，则抛出异常！
    public synchronized E lastElement() {
        if (elementCount == 0) {
            throw new NoSuchElementException();
        }
        return (E)elementData[elementCount - 1];
    }
    // 设置index位置的元素值为obj
    public synchronized void setElementAt(E obj, int index) {
        if (index >= elementCount) {
            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index + " >= " +
                                 elementCount);
        }
        elementData[index] = obj;
    }
    // 删除index位置的元素
    public synchronized void removeElementAt(int index) {
        modCount++;
        if (index >= elementCount) {
            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index + " >= " +
                                 elementCount);
        } else if (index < 0) {
            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);
        }
        int j = elementCount - index - 1;
        if (j > 0) {
            System.arraycopy(elementData, index + 1, elementData, index, j);
        }
        elementCount--;
        elementData[elementCount] = null; /* to let gc do its work */
    }
    // 在index位置处插入元素(obj)
    public synchronized void insertElementAt(E obj, int index) {
        modCount++;
        if (index > elementCount) {
            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index
                                 + " > " + elementCount);
        }
        ensureCapacityHelper(elementCount + 1);
        System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1, elementCount - index);
        elementData[index] = obj;
        elementCount++;
    }
    // 将“元素obj”添加到Vector末尾
    public synchronized void addElement(E obj) {
        modCount++;
        ensureCapacityHelper(elementCount + 1);
        elementData[elementCount++] = obj;
    }
    // 在Vector中查找并删除元素obj。
    // 成功的话，返回true；否则，返回false。
    public synchronized boolean removeElement(Object obj) {
        modCount++;
        int i = indexOf(obj);
        if (i >= 0) {
            removeElementAt(i);
            return true;
        }
        return false;
    }
    // 删除Vector中的全部元素
    public synchronized void removeAllElements() {
        modCount++;
        // 将Vector中的全部元素设为null
        for (int i = 0; i < elementCount; i++)
            elementData[i] = null;
        elementCount = 0;
    }
    // 克隆函数
    public synchronized Object clone() {
        try {
            Vector<E> v = (Vector<E>) super.clone();
            // 将当前Vector的全部元素拷贝到v中
            v.elementData = Arrays.copyOf(elementData, elementCount);
            v.modCount = 0;
            return v;
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            // this shouldn't happen, since we are Cloneable
            throw new InternalError();
        }
    }
    // 返回Object数组
    public synchronized Object[] toArray() {
        return Arrays.copyOf(elementData, elementCount);
    }
    // 返回Vector的模板数组。所谓模板数组，即可以将T设为任意的数据类型
    public synchronized <T> T[] toArray(T[] a) {
        // 若数组a的大小 < Vector的元素个数；
        // 则新建一个T[]数组，数组大小是“Vector的元素个数”，并将“Vector”全部拷贝到新数组中
        if (a.length < elementCount)
            return (T[]) Arrays.copyOf(elementData, elementCount, a.getClass());
        // 若数组a的大小 >= Vector的元素个数；
        // 则将Vector的全部元素都拷贝到数组a中。
    System.arraycopy(elementData, 0, a, 0, elementCount);
        if (a.length > elementCount)
            a[elementCount] = null;
        return a;
    }
    // 获取index位置的元素
    public synchronized E get(int index) {
        if (index >= elementCount)
            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);
        return (E)elementData[index];
    }
    // 设置index位置的值为element。并返回index位置的原始值
    public synchronized E set(int index, E element) {
        if (index >= elementCount)
            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);
        Object oldValue = elementData[index];
        elementData[index] = element;
        return (E)oldValue;
    }
    // 将“元素e”添加到Vector最后。
    public synchronized boolean add(E e) {
        modCount++;
        ensureCapacityHelper(elementCount + 1);
        elementData[elementCount++] = e;
        return true;
    }
    // 删除Vector中的元素o
    public boolean remove(Object o) {
        return removeElement(o);
    }
    // 在index位置添加元素element
    public void add(int index, E element) {
        insertElementAt(element, index);
    }
    // 删除index位置的元素，并返回index位置的原始值
    public synchronized E remove(int index) {
        modCount++;
        if (index >= elementCount)
            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);
        Object oldValue = elementData[index];
        int numMoved = elementCount - index - 1;
        if (numMoved > 0)
            System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
                     numMoved);
        elementData[--elementCount] = null; // Let gc do its work
        return (E)oldValue;
    }
    // 清空Vector
    public void clear() {
        removeAllElements();
    }
    // 返回Vector是否包含集合c
    public synchronized boolean containsAll(Collection<?> c) {
        return super.containsAll(c);
    }
    // 将集合c添加到Vector中
    public synchronized boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
        modCount++;
        Object[] a = c.toArray();
        int numNew = a.length;
        ensureCapacityHelper(elementCount + numNew);
        // 将集合c的全部元素拷贝到数组elementData中
        System.arraycopy(a, 0, elementData, elementCount, numNew);
        elementCount += numNew;
        return numNew != 0;
    }
    // 删除集合c的全部元素
    public synchronized boolean removeAll(Collection<?> c) {
        return super.removeAll(c);
    }
    // 删除“非集合c中的元素”
    public synchronized boolean retainAll(Collection<?> c)  {
        return super.retainAll(c);
    }
    // 从index位置开始，将集合c添加到Vector中
    public synchronized boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
        modCount++;
        if (index < 0 || index > elementCount)
            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);
        Object[] a = c.toArray();
        int numNew = a.length;
        ensureCapacityHelper(elementCount + numNew);
        int numMoved = elementCount - index;
        if (numMoved > 0)
        System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + numNew, numMoved);
        System.arraycopy(a, 0, elementData, index, numNew);
        elementCount += numNew;
        return numNew != 0;
    }
    // 返回两个对象是否相等
    public synchronized boolean equals(Object o) {
        return super.equals(o);
    }
    // 计算哈希值
    public synchronized int hashCode() {
        return super.hashCode();
    }
    // 调用父类的toString()
    public synchronized String toString() {
        return super.toString();
    }
    // 获取Vector中fromIndex(包括)到toIndex(不包括)的子集
    public synchronized List<E> subList(int fromIndex, int toIndex) {
        return Collections.synchronizedList(super.subList(fromIndex, toIndex), this);
    }
    // 删除Vector中fromIndex到toIndex的元素
    protected synchronized void removeRange(int fromIndex, int toIndex) {
        modCount++;
        int numMoved = elementCount - toIndex;
        System.arraycopy(elementData, toIndex, elementData, fromIndex,
                         numMoved);
        // Let gc do its work
        int newElementCount = elementCount - (toIndex-fromIndex);
        while (elementCount != newElementCount)
            elementData[--elementCount] = null;
    }
    // java.io.Serializable的写入函数
    private synchronized void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
        throws java.io.IOException {
        s.defaultWriteObject();
    }
}

同ArrayList一样，Vector底层数组容量不足时会扩容，然后把原有内容复制过去。

四：三者比较

1：访问：ArrayList和Vector都实现了RandomAccess接口，提供了随机访问功能，查询O（1）;LinkedList是链表，查询O（n）;

2：增删：ArrayList和Vector底层是数组，增删容易引起大量的内存操作，效率较慢；LinkedList是链表实现，增加和删除较快；

3：线程安全性：Vector是线程安全的，观察上面源码可以发现，大部分的方法都用了syncrhoized关键字修饰。所以，如果是单线程下使用，可以用Arrayist，如果是多线程操作的list，则可以用vector来保证线程安全。

4：ArrayList每次扩容增加50%，Vector扩容增加一倍。