java.util.LinkedList是双向链表，这个大家都知道，比如Java的基础面试题喜欢问ArrayList和LinkedList的区别，在什么场景下用。大家都会说LinkedList随机增删多的场景比较合适，而ArrayList的随机访问多的场景比较合适。更进一步，我有时候会问，LinkedList.remove(Object)方法的时间复杂度是什么？有的人回答对了，有的人回答错了。回答错的应该是没有读过源码。
理论上说，双向链表的删除的时间复杂度是O(1)，你只需要将要删除的节点的前节点和后节点相连，然后将要删除的节点的前节点和后节点置为null即可，
//
伪代码
node.prev.next
=
node.next; node.next.prev
=
node.prev; node.prev
=
node.next
=
null
;
这个操作的时间复杂度可以认为是O(1)级别的。但是LinkedList的实现是一个通用的数据结构，因此没有暴露内部的节点Entry对象，remove(Object)传入的Object其实是节点存储的value，这里还需要一个查找过程：
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
{
//
查找节点Entry
for
(Entry
<
E
>
e
=
header.next; e
!=
header; e
=
e.next) {
if
(o.equals(e.element)) {
//
删除节点
remove(e);
return
true
; } } }
return
false
; }
删除节点的操作就是刚才伪代码描述的：
private
E remove(Entry
<
E
>
e) { E result
=
e.element; e.previous.next
=
e.next; e.next.previous
=
e.previous; e.next
=
e.previous
=
null
; e.element
=
null
; size
--
; modCount
++
;
return
result; }
因此，显然，LinkedList.remove(Object)方法的时间复杂度是O(n)+O(1)，结果仍然是O(n)的时间复杂度,而非推测的O(1)复杂度。最坏情况下要删除的元素是最后一个，你都要比较N-1次才能找到要删除的元素。
既然如此，说LinkedList适合随机删减有个前提，链表的大小不能太大，如果链表元素非常多，调用remove(Object)去删除一个元素的效率肯定有影响，一个简单测试，插入100万数据，随机删除1000个元素：
final
List
<
Integer
>
list
=
new
LinkedList
<
Integer
>
();
final
int
count
=
1000000
;
for
(
int
i
=
0
; i
<
count; i
++
) { list.add(i); }
final
Random rand
=
new
Random();
long
start
=
System.nanoTime();
for
(
int
i
=
0
;i
<
1000
;i
++
){
//
这里要强制转型为Integer，否则调用的是remove(int)
list.remove((Integer)rand.nextInt(count)); } System.out.println((System.nanoTime()
-
start)
/
Math.pow(
10
,
9
));
在我的机器上耗时近9.5秒，删除1000个元素耗时9.5秒，是不是很恐怖？注意到上面的注释，产生的随机数强制转为Integer对象，否则调用的是remove(int)方法，而非remove(Object)。如果我们调用remove(int)根据索引来删除:
for
(
int
i
=
0
;i
<
1000
;i
++
){ list.remove(rand.nextInt(list.size()
-
1
)); }
随机数范围要递减，防止数组越界，换成remove(int)效率提高不少，但是仍然需要2.2秒左右（包括了随机数产生开销）。这是因为remove(int)的实现很有技巧，它首先判断索引位置在链表的前半部分还是后半部分，如果是前半部分则从head往前查找，如果在后半部分，则从head往后查找（LinkedList的实现是一个环）：
Entry
<
E
>
e
=
header;
if
(index
<
(size
>>
1
)) {
//
前一半，往前找
for
(
int
i
=
0
; i
<=
index; i
++
) e
=
e.next; }
else
{
//
后一半，往后找
for
(
int
i
=
size; i
>
index; i
--
) e
=
e.previous; }
最坏情况下要删除的节点在中点左右，查找的次数仍然达到n/2次，但是注意到这里没有比较的开销，并且比remove(Object)最坏情况下n次查找还是好很多。 总结下，LinkedList的两个remove方法，remove(Object)和remove(int)的时间复杂度都是O(n)，在链表元素很多并且没有索引可用的情况下，LinkedList也并不适合做随机增删元素。在对性能特别敏感的场景下，还是需要自己实现专用的双向链表结构，真正实现O(1)级别的随机增删。更进一步，jdk5引入的ConcurrentLinkedQueue是一个非阻塞的线程安全的双向队列实现，同样有本文提到的问题，有兴趣可以测试一下在大量元素情况下的并发随机增删，效率跟自己实现的特定类型的线程安全的链表差距是惊人的。 题外，ArrayList比LinkedList更不适合随机增删的原因是多了一个数组移动的动作，假设你删除的元素在m，那么除了要查找m次之外，还需要往前移动n-m-1个元素。
文章转自庄周梦蝶 ，原文发布时间 2010-09-16
相关资源：敏捷开发V1.0.pptx
