本文详细解析了 Java 中 LinkedList 的工作原理及其多种应用场景，包括如何正确使用 LinkedList 提供的不同 API 实现栈和队列的功能，以及 toArray 方法的具体实现与使用技巧。
目录
Java为不同的数据结构提供了不同的API，一定要根据需要使用正确的API！！
LinkedList把pop,push,peek这几个API都给了队列
因为链栈和链队只有插入的时候不同，pop和peek都是一样的，所以，可以用Queue的API来实现栈
如果是一般情况，需要用栈时，可以直接使用Java自带的Stack；需要用队列时，使用Java的LinkedList，其API都是一样的：
LinkedList.toArray()
*************************************************************************************************************************************************
编译阶段（build）即报错：
说是LinkedList.toArray()返回类型是Object[]，和array的类型——Integer[]不匹配，那么使用强转试试（向下转型）：
注意：
① 使用(Integer[])强转，而不是 (Integer)
② 强转之后，编译时期（build）不报错，但是运行时（run）报错了
还是类型不匹配：Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: [Ljava.lang.Object; cannot be cast to [Ljava.lang.Integer;
为什么呢，按说在toArray时候只是将LinkedList的一个个元素转化为了数组而已，考虑到LinkedList.toArray()的返回值是Object[]而不是Integer[]：
应该实现时候使用了向上转型，此时再向下转应该没问题啊，看下面的例子，自定义Father——Son：
还是得回源码看，因为通过实验也注意到：Father father这个引用的的确确是从New Son()来的，而LinkedList.toArray()的返回值类型虽然是Object[]，但是不是从Integer[]转过来的还是存在疑问。
LinkedList.toArray()源码：
源码很简单，一目了然
使用了new Object[]去初始化的result，而不是
然后利用LinkedList真正存储结构Node，即自维护的指针first来遍历，一个一个装进Object[] 类型的result中，
但是注意！！！由于初始化时已经确定了result的类型：标准的new Object[]，而不是上转型得到的，所以LinkedList一装进去，类型信息就丢失了。。。（到底存进去了什么是个问题。。。）
这就难怪之前使用强转会报错了
其实那里还有个细节：
在不使用强转时，build阶段直接报错；使用强转时，run阶段才报错，编译阶段通过了。
这是因为不使用强转时，编译器在编译编译阶段即可发现LinkedList.toArray()的类型（原始的Object[]类型）和array定义的类型(Integer[])不一致，且二者（Object[]和Integer[] ）没有extends,implements关系）直接报错； 但是在使用强转以后，在编译阶段，编译器看不出什么毛病：array的确是按照规范（类型相同，或者子类）赋值的，通过！！
但是我们知道，在运行阶段会真正地去运行.toArray()代码，此时会发现当时写的(Integer[])这个casting根本是想当然，是转不了的，所以报错。
那么问题来了，现在就是有“将LinkedList转成array”的需求，该怎么办呢
看源码：
咦，怎么样，竟然还有一个toArray() 方法，去看实现：
分析一下：
这个size是LinkedList的属性（跟first一样），保存着LinkedList的长度的。
newInstance方法：
其实说的很清楚了：创建一个componentType类型，长度为length的的数组
好奇地话可以去追踪newArray()方法看看（顾名思义已经知道是干啥了）：
好了，是个native方法，不用追究了，嘻嘻。
再回 public <T> T[] toArray(T[] a) 源码：
即：
① 如果传进来的这个a（T类型的数组）的长度小于size，则新建一个T类型，长度跟当前LinkedList一样大小的数组，并用a指向它
即 a 现在指向新数组了。
②
注意，这里真的类似于之前说到的，第一个无参toArray()没有实现的：
方式了。
即现在的result是T[]上转型而来的
③ 塞进去
④ 如果进来的a.length大于size，则直接返回null。
其实个人认为这一句可以写在最前面，虽然效果上基本没区别，毕竟如果的确a.length > size，第一个if也不会进，直接来这里执行。
但是这一段写最前面更利于代码阅读，也更符合处理问题由简单到复杂的思路。（为什么划掉后面谈）
⑤ 返回
OK，源码读完，也知道怎么用了：传一个同接收toArray()返回值的引用一样类型的参数进去，即告诉LinkedList我想要你返回一个什么样类型的数组给我，现在给我吧：
看这一行：
这种方法的好处是，传入的参数长度为0，这样不管LinkedList有没有元素，有多少元素，都不会进入
都不会得到一个null值
这里插一句嘴，new Integer[0]的效果其实就相当于这样：
Integer arr = {};
即不是null，但是是个数组对象，有属性length，值为0，没有任何元素。
另外还有一个常用的方法:
看这一行：
这样做有什么道理吗？
咋一看起来好想挺浪费空间的，toArray()只需要你告诉想要返回的类型啊，你这样new一个长度为list.size()的Integer数组给它，不是浪费么？
源码再探：
手工模拟，有没有发现当传入a.length = size的时候竟然并没有相应的判断条件，这其实也是之前阅读源码的疏忽————把相等的情况忘了，看源码发现，如果相等，则直接执行i = 0开始的部分
即
①
a.length < size -----> new T[size] ,元素全部塞进去
a.length >= size -----> 不再new空间，直接全部塞进去
②
接下来处理a[size]：
如果a.length > size，则将a[size]这一个元素置为null；相应地，如果a.length <= size，经过第一步的处理，现在都是a.length = size了，刚好塞满。
③
最后返回a！！！ not result！！！
可以看到，其实是借着Object[] 类型，result完成对a的修改，最后返回的还是a本身（当然，如果length < size,那么已经是new出来的a了）
此时再看
是不是很有道理？
这样在toArray内部就不用new 新空间，直接在原空间上的修改。因为也没有 > size,所以不用置null的操作，而
在内部还要通过反射机制重新new空间，很麻烦。
前者把new空间的工作自己做了，nice。
故建议使用第二种方式:
另外，如果看了本文的“Java数组引用的参数传递”这小节，那么可以知道，如果方法中是直接使用下标如arr[i]进行操作，则可以直接传引用，方法中的所有操作都会影响到原数组本身；如果方法中是对数组名本身进行修改，那么只是修改了原数组名的拷贝而已，不会影响到原数组本身。
再回头看源码：
看到：
a.length < size -----> new T[size] ,a本身被改变了，指向了堆中的新位置 ———> 没有影响到实参本身
a.length >= size -----> 不再new空间，都是对a[i]进行操作，a本身没有改变 ———> 影响到实参本身
故当我们使用第一种方式：
一定要用toArray()的返回值对array重新进行赋值
而第二种方式：
由于此时toArray()方法中就是对array本身的改变，所以其实根本就不用再赋值，传参即可：
实验一下：
果然可以
也可以想见，对于第一种方式：
如果也这样使用：
或者
必然是不行的，因为此时进入的是toArray()的if(a.length < size)条件中，new 了新的数组覆盖a的值，但是外部的实参——array并不能接收到，还是原值，验证及结果如下：
果然，此时array还是定义时候的
为空。
果然啊，实验和理论是相辅相成的！！ 要有扎实的基本功！！
所以本节的最后结论：
1) 推荐使用
或者
刷题时，LinkedList的使用
*************************************************************************************************************************************************
先看继承关系：
注：这是使用IDEA自带功能（Diagrams）生成的，I代表Interface，C代表class，开放的锁表示public。
蓝色（和代表class的C一个颜色）的实线代表类的继承关系，绿色（和代表interface的I一个颜色）的实线代表interface的继承关系，绿色的虚线代表interface多实现关系。
也可知，对于Java来说，① 蓝色只有实线没有虚线 ② 绿色虚线的出发点肯定是class而不会是interface ③绿色实线出发只会是interface
在介绍看LinkedList之前，来回顾一下LinkedList——链表这种数据结构：
就如图中表示的，链表头部可以做插入（头插法），也可以做删除，但是链尾只能做插入（尾插法），不能做删除（没有要删除节点的前驱的指针，删不掉（无法置null））。
那么，可以这么说，删除已经确定了在链头，插入有两个选择：头部 ，尾部
如果选择头部插入，则删除插入都在一头，很明显，这是个Stack，确切地说这是个链栈；
如果选择尾部插入，则删除插入不在一头，很明显，这是个Queue，确切地说这是个链队。
所以说，从链表结构本身的特点来看，它是同时符合Stack和Queue两个数据结构（逻辑结构）的特点的。
（可以延申一下看，数组呢，1）栈肯定直接支持的，虽然对于上限不确定的栈并不行；2）队列同样支持，考虑到多次push,pop操作以后造成空间浪费，可以使用数组构成循环队列，当然可以看到，数组实现不循环队列时，不仅要指定队列上限，还要限制push.pop操作次数，可以说，是不可能投入使用的实现；即使实现循环队列，也要确定队列上限。
所以总体说来，数组也提供了对Stack，Queue的支持，只是支持度并不如链表）
在知道链表同时提供对栈和队列的支持后，再看上面的继承关系图，发现很有趣的一点：LinkedList同时实现了List和Deque( Queue )接口，即还真像之前分析地那样：链表可以实现栈，也可以实现队列。
但是，有一点就迷糊了，虽然都支持，但是同时实现不是乱了套了：我现在push一个数，Java怎么知道我是当作栈来使用的——头插法，还是当作队列来使用的——尾插法？
答案是：
Java为不同的数据结构提供了不同的API，一定要根据需要使用正确的API！！
先看个例子：
看见了吧，用的是push()和pop()，从结果来看，LinkedList“此时”是个队列（FIFO）。
去看源码：
其实从linkLast() 顾名思义已经知道了，并且文档已经说明了：Appends the specified element to the end of this list
还是看一下源码：
====>利用LinkedList自己维护的尾指针——last，把节点E e添加到原链表的末尾
再看pop():
很清楚：In other words，removes and returns the first element of this list
removeFirst()源码：
unlinkFirst(f)源码：
所以，很清楚，LinkedList把pop() 和 push() 这两个API给了队列，再看Queue和Stack另外一个重要的API：
果不其然，peek跟pop一样，都是读/写 first，所以这么说：
LinkedList把pop,push,peek这几个API都给了队列
那么问题来了，如果我想用LinkedList实现栈的功能呢，有API吗？
答案是必然的，看源码：
push:
pop:
peek:
即，其实对于pop,push,peek操作（不是方法名）而言，LinkedList都提供了两套API，虽然看继承关系就知道这其实是Deque的产物
但是一旦知道了链栈和链队的原理（分别在哪里插入），那么直接就可以拿过来实现了，例如使用上面的API实现栈：
进一步地
因为链栈和链队只有插入的时候不同，pop和peek都是一样的，所以，可以用Queue的API来实现栈
上面的代码还可以这样改：
这在刷题时时很有用的，若非题目给定了返回类型，例如只能返回List类型，此时可以灵活使用API
如果是一般情况，需要用栈时，可以直接使用Java自带的Stack；需要用队列时，使用Java的LinkedList，其API都是一样的：
push(),pop()和peek()
这里再提一句，可以看到，addFirst(),peekFirst()和removeFirst()方法其实都是Deque的API，
实际上，这三个API都有两套：first和last，这同时也说明了：
Deque——双端队列是队列和栈的超集，合理使用就能实现队列和栈，并且比二者更自由——可以随意地从两端pop,push。
扫一扫
被折叠的 条评论
为什么被折叠?
到【灌水乐园】发言
