java中ArrayList 、LinkList的區(qū)別分析
1.ArrayList是實(shí)現(xiàn)了基于動(dòng)態(tài)數(shù)組的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，LinkedList基于鏈表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
2.對(duì)于隨機(jī)訪問get和set，ArrayList優(yōu)于LinkedList，因?yàn)锳rrayList可以隨機(jī)定位，而LinkedList要移動(dòng)指針一步一步的移動(dòng)到節(jié)點(diǎn)處。（參考數(shù)組與鏈表來思考）
3.對(duì)于新增和刪除操作add和remove，LinedList比較占優(yōu)勢，只需要對(duì)指針進(jìn)行修改即可，而ArrayList要移動(dòng)數(shù)據(jù)來填補(bǔ)被刪除的對(duì)象的空間。
ArrayList和LinkedList是兩個(gè)集合類，用于存儲(chǔ)一系列的對(duì)象引用(references)。例如我們可以用ArrayList來存儲(chǔ)一系列的String或者Integer。那么ArrayList和LinkedList在性能上有什么差別呢？什么時(shí)候應(yīng)該用ArrayList什么時(shí)候又該用LinkedList呢？
一．時(shí)間復(fù)雜度
首先一點(diǎn)關(guān)鍵的是，ArrayList的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)是基于基礎(chǔ)的對(duì)象數(shù)組的，因此，它使用get方法訪問列表中的任意一個(gè)元素時(shí)(random-access)，它的速度要比LinkedList快。LinkedList中的get方法是按照順序從列表的一端開始檢查，直到另外一端。對(duì)LinkedList而言，訪問列表中的某個(gè)指定元素沒有更快的方法了。
假設(shè)我們有一個(gè)很大的列表，它里面的元素已經(jīng)排好序了，這個(gè)列表可能是ArrayList類型的也可能是LinkedList類型的，現(xiàn)在我們對(duì)這個(gè)列表來進(jìn)行二分查找(binary search)，比較列表是ArrayList和LinkedList時(shí)的查詢速度，看下面的程序：
package com.mangocity.test;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
import java.util.Random;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Collections;
public class TestList ...{
public static final int N=50000;
public static List values;
static...{
Integer vals[]=new Integer[N];
Random r=new Random();
for(int i=0,currval=0;i<N;i++)...{
vals=new Integer(currval);
currval+=r.nextInt(100)+1;
}
values=Arrays.asList(vals);
}
static long timeList(List lst)...{
long start=System.currentTimeMillis();
for(int i=0;i<N;i++)...{
int index=Collections.binarySearch(lst, values.get(i));
if(index!=i)
System.out.println("***錯(cuò)誤***");
}
return System.currentTimeMillis()-start;
}
public static void main(String args[])...{
System.out.println("ArrayList消耗時(shí)間："+timeList(new ArrayList(values)));
System.out.println("LinkedList消耗時(shí)間："+timeList(new LinkedList(values)));
}
}
我得到的輸出是：ArrayList消耗時(shí)間：15
LinkedList消耗時(shí)間：2596
這個(gè)結(jié)果不是固定的，但是基本上ArrayList的時(shí)間要明顯小于LinkedList的時(shí)間。因此在這種情況下不宜用LinkedList。二分查找法使用的隨機(jī)訪問(randomaccess)策略，而LinkedList是不支持快速的隨機(jī)訪問的。對(duì)一個(gè)LinkedList做隨機(jī)訪問所消耗的時(shí)間與這個(gè)list的大小是成比例的。而相應(yīng)的，在ArrayList中進(jìn)行隨機(jī)訪問所消耗的時(shí)間是固定的。
這是否表明ArrayList總是比LinkedList性能要好呢？這并不一定，在某些情況下LinkedList的表現(xiàn)要優(yōu)于ArrayList，有些算法在LinkedList中實(shí)現(xiàn)時(shí)效率更高。比方說，利用Collections.reverse方法對(duì)列表進(jìn)行反轉(zhuǎn)時(shí)，其性能就要好些。
看這樣一個(gè)例子，假如我們有一個(gè)列表，要對(duì)其進(jìn)行大量的插入和刪除操作，在這種情況下LinkedList就是一個(gè)較好的選擇。請(qǐng)看如下一個(gè)極端的例子，我們重復(fù)的在一個(gè)列表的開端插入一個(gè)元素：
package com.mangocity.test;
import java.util.*;
public class ListDemo {
static final int N=50000;
static long timeList(List list){
long start=System.currentTimeMillis();
Object o = new Object();
for(int i=0;i<N;i++)
list.add(0, o);
return System.currentTimeMillis()-start;
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println("ArrayList耗時(shí)："+timeList(new ArrayList()));
System.out.println("LinkedList耗時(shí)："+timeList(new LinkedList()));
}
}
這時(shí)我的輸出結(jié)果是：ArrayList耗時(shí)：2463
LinkedList耗時(shí)：15
這和前面一個(gè)例子的結(jié)果截然相反，當(dāng)一個(gè)元素被加到ArrayList的最開端時(shí)，所有已經(jīng)存在的元素都會(huì)后移，這就意味著數(shù)據(jù)移動(dòng)和復(fù)制上的開銷。相反的，將一個(gè)元素加到LinkedList的最開端只是簡單的為這個(gè)元素分配一個(gè)記錄，然后調(diào)整兩個(gè)連接。在LinkedList的開端增加一個(gè)元素的開銷是固定的，而在ArrayList的開端增加一個(gè)元素的開銷是與ArrayList的大小成比例的。
二．空間復(fù)雜度
在LinkedList中有一個(gè)私有的內(nèi)部類，定義如下：
private static class Entry {
Object element;
Entry next;
Entry previous;
}
每個(gè)Entry對(duì)象reference列表中的一個(gè)元素，同時(shí)還有在LinkedList中它的上一個(gè)元素和下一個(gè)元素。一個(gè)有1000個(gè)元素的LinkedList對(duì)象將有1000個(gè)鏈接在一起的Entry對(duì)象，每個(gè)對(duì)象都對(duì)應(yīng)于列表中的一個(gè)元素。這樣的話，在一個(gè)LinkedList結(jié)構(gòu)中將有一個(gè)很大的空間開銷，因?yàn)樗鎯?chǔ)這1000個(gè)Entity對(duì)象的相關(guān)信息。
ArrayList使用一個(gè)內(nèi)置的數(shù)組來存儲(chǔ)元素，這個(gè)數(shù)組的起始容量是10.當(dāng)數(shù)組需要增長時(shí)，新的容量按如下公式獲得：新容量=(舊容量*3)/2+1，也就是說每一次容量大概會(huì)增長50%。這就意味著，如果你有一個(gè)包含大量元素的ArrayList對(duì)象，那么最終將有很大的空間會(huì)被浪費(fèi)掉，這個(gè)浪費(fèi)是由ArrayList的工作方式本身造成的。如果沒有足夠的空間來存放新的元素，數(shù)組將不得不被重新進(jìn)行分配以便能夠增加新的元素。對(duì)數(shù)組進(jìn)行重新分配，將會(huì)導(dǎo)致性能急劇下降。如果我們知道一個(gè)ArrayList將會(huì)有多少個(gè)元素，我們可以通過構(gòu)造方法來指定容量。我們還可以通過trimToSize方法在ArrayList分配完畢之后去掉浪費(fèi)掉的空間。
三．總結(jié)
ArrayList和LinkedList在性能上各有優(yōu)缺點(diǎn)，都有各自所適用的地方，總的說來可以描述如下：
性能總結(jié)：
| - | add()操作 | delete()操作 | insert操作 | index取值操作 | iterator取值操作 |
|---|---|---|---|---|---|
| ArrayList/Vector/Stack | 好 | 差 | 差 | 極優(yōu) | 極優(yōu) |
| LinkedList | 好 | 好 | 好 | 差 | 極優(yōu) |
1．對(duì)ArrayList和LinkedList而言，在列表末尾增加一個(gè)元素所花的開銷都是固定的。對(duì)ArrayList而言，主要是在內(nèi)部數(shù)組中增加一項(xiàng)，指向所添加的元素，偶爾可能會(huì)導(dǎo)致對(duì)數(shù)組重新進(jìn)行分配；而對(duì)LinkedList而言，這個(gè)開銷是統(tǒng)一的，分配一個(gè)內(nèi)部Entry對(duì)象。
2．在ArrayList的中間插入或刪除一個(gè)元素意味著這個(gè)列表中剩余的元素都會(huì)被移動(dòng)；而在LinkedList的中間插入或刪除一個(gè)元素的開銷是固定的。
3．LinkedList不支持高效的隨機(jī)元素訪問。
4．ArrayList的空間浪費(fèi)主要體現(xiàn)在在list列表的結(jié)尾預(yù)留一定的容量空間，而LinkedList的空間花費(fèi)則體現(xiàn)在它的每一個(gè)元素都需要消耗相當(dāng)?shù)目臻g
可以這樣說：當(dāng)操作是在一列數(shù)據(jù)的后面添加數(shù)據(jù)而不是在前面或中間,并且需要隨機(jī)地訪問其中的元素時(shí),使用ArrayList會(huì)提供比較好的性能；當(dāng)你的操作是在一列數(shù)據(jù)的前面或中間添加或刪除數(shù)據(jù),并且按照順序訪問其中的元素時(shí),就應(yīng)該使用LinkedList了。
java中ArrayList 、List區(qū)別
List集合
List繼承自Collection接口。List是一種有序集合，List中的元素可以根據(jù)索引（順序號(hào)：元素在集合中處于的位置信息）進(jìn)行取得/刪除/插入操作。
跟Set集合不同的是，List允許有重復(fù)元素。對(duì)于滿足e1.equals(e2)條件的e1與e2對(duì)象元素，可以同時(shí)存在于List集合中。當(dāng)然，也有List的實(shí)現(xiàn)類不允許重復(fù)元素的存在。
同時(shí)，List還提供一個(gè)listIterator()方法，返回一個(gè)ListIterator接口對(duì)象，和Iterator接口相比，ListIterator添加元素的添加，刪除，和設(shè)定等方法，還能向前或向后遍歷。
List跟Collection的關(guān)系：
java.util.Collection [I]
+--java.util.List [I]
+--java.util.ArrayList [C]
+--java.util.LinkedList [C]
+--java.util.Vector [C]
+--java.util.Stack [C]
List接口的實(shí)現(xiàn)類主要有ArrayList，LinkedList，Vector，Stack等。
父子關(guān)系.
List是一個(gè)接口,ArrayList繼承與這個(gè)接口并實(shí)現(xiàn)了它.
用的時(shí)候一般都用ArrayList.沒用過List. 可以這么用:List list = new ArrayList();
Collection接口
Collection是最基本的集合接口，一個(gè)Collection代表一組Object，即Collection的元素（Elements）。一些Collection允許相同的元素而另一些不行。一些能排序而另一些不行。Java SDK不提供直接繼承自Collection的類，JavaSDK提供的類都是繼承自Collection的“子接口”如List和Set。
所有實(shí)現(xiàn)Collection接口的類都必須提供兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)造函數(shù)：無參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)用于創(chuàng)建一個(gè)空的Collection，有一個(gè)Collection參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)用于創(chuàng)建一個(gè)新的Collection，這個(gè)新的Collection與傳入的Collection有相同的元素。后一個(gè)構(gòu)造函數(shù)允許用戶復(fù)制一個(gè)Collection。
如何遍歷Collection中的每一個(gè)元素？不論Collection的實(shí)際類型如何，它都支持一個(gè)iterator()的方法，該方法返回一個(gè)迭代子，使用該迭代子即可逐一訪問Collection中每一個(gè)元素。典型的用法如下：
Iterator it = collection.iterator(); // 獲得一個(gè)迭代子
while(it.hasNext()) {
Object obj = it.next(); // 得到下一個(gè)元素
}
由Collection接口派生的兩個(gè)接口是List和Set。
List接口：
List是有序的Collection，使用此接口能夠精確的控制每個(gè)元素插入的位置。用戶能夠使用索引（元素在List中的位置，類似于數(shù)組下標(biāo)）來訪問List中的元素，這類似于Java的數(shù)組。
和下面要提到的Set不同，List允許有相同的元素。
除了具有Collection接口必備的iterator()方法外，List還提供一個(gè)listIterator()方法，返回一個(gè)ListIterator接口，和標(biāo)準(zhǔn)的Iterator接口相比，ListIterator多了一些add()之類的方法，允許添加，刪除，設(shè)定元素，還能向前或向后遍歷。
實(shí)現(xiàn)List接口的常用類有LinkedList，ArrayList，Vector和Stack。
LinkedList類
LinkedList實(shí)現(xiàn)了List接口，允許null元素。此外LinkedList提供額外的get，remove，insert方法在LinkedList的首部或尾部。這些操作使LinkedList可被用作堆棧（stack），隊(duì)列（queue）或雙向隊(duì)列（deque）。
注意LinkedList沒有同步方法。如果多個(gè)線程同時(shí)訪問一個(gè)List，則必須自己實(shí)現(xiàn)訪問同步。一種解決方法是在創(chuàng)建List時(shí)構(gòu)造一個(gè)同步的List：
List list = Collections.synchronizedList(new LinkedList(...));
ArrayList類
ArrayList實(shí)現(xiàn)了可變大小的數(shù)組。它允許所有元素，包括null。ArrayList沒有同步。
size，isEmpty，get，set方法運(yùn)行時(shí)間為常數(shù)。但是add方法開銷為分?jǐn)偟某?shù)，添加n個(gè)元素需要O(n)的時(shí)間。其他的方法運(yùn)行時(shí)間為線性。
每個(gè)ArrayList實(shí)例都有一個(gè)容量（Capacity），即用于存儲(chǔ)元素的數(shù)組的大小。這個(gè)容量可隨著不斷添加新元素而自動(dòng)增加，但是增長算法并沒有定義。當(dāng)需要插入大量元素時(shí)，在插入前可以調(diào)用ensureCapacity方法來增加ArrayList的容量以提高插入效率。
和LinkedList一樣，ArrayList也是非同步的（unsynchronized）。
總結(jié)
如果涉及到堆棧，隊(duì)列等操作，應(yīng)該考慮用List，對(duì)于需要快速插入，刪除元素，應(yīng)該使用LinkedList，如果需要快速隨機(jī)訪問元素，應(yīng)該使用ArrayList。
盡量返回接口而非實(shí)際的類型，如返回List而非ArrayList，這樣如果以后需要將ArrayList換成LinkedList時(shí)，客戶端代碼不用改變。這就是針對(duì)抽象編程。
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