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摘要: 原创出处 https://dzone.com/articles/arraylist-or-linkedlist 「唐尤华」欢迎转载,保留摘要,谢谢!


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本文旨在为 Java 开发这择合适的顺序数据结构提供指导。

ArrayList 和 LinkedList 是 Java 集合框架中用来存储对象引用列表的两个类。ArrayList 和 LinkedList 都实现 List 接口。首先,让我们了解一下它们最重要的父接口——List。

1. List 接口

列表(list)是元素的有序集合,也称为序列。它提供了基于元素位置的操作,有助于快速访问、添加和删除列表中特定索引位置的元素。List 接口实现了 Collection 和 Iterable 作为父接口。它允许存储重复值和空值,支持通过索引访问元素。

2. 用法

下面是使用 List 接口声明 ArrayList 和 LinkedList 的代码片段。

import java.util.*;
public class MyClass {
// 非同步或非线程安全
List<Object> arrayList = new ArrayList<>(); // 声明一个 array list
List<Object> linkedList = new LinkedList(); // 声明 linked list
// 确保线程安全
List<Object> tsArrayList = Collections.synchronizedList(new LinkedList<>());
List<Object> tsLinkedList = Collections.synchronizedList(new LinkedList<>());
}

Vector 与 ArrayList 类似,只是它们支持自动同步,这也使得 Vector 线程安全,但同时会带来一些性能损耗。

3. 内部实现

3.1 LinkedList 内部实现

Linkedlist 数据结构包含一组有序的数据元素,称为节点。每个元素都包含对其后续元素,即下一个元素的链接或引用。 序列的最后一个元素(尾部)指向空元素。链表本身包含对链表第一个元素的引用,该元素称为 head 元素。Java 中的 LinkedList 是 List 接口的双向链表。在双向链表中,每个节点都指向它的上一个节点和下一个节点。此外,它还实现了其他接口,比如 Serializable、 Cloneable 和 Deque(实现 Queue 作为父接口)。

3.2 ArrayList 内部实现

ArrayList 是可调整大小的数组,实现了 List 接口。 它的内部是一个对象数组,可以根据需要扩容支持在集合中加入更多元素。可以通过构造函数 ArrayList(int initialCapacity)指定 ArrayList 的初始容量,然后在必要时使用 void ensureCapacity(int minCapacity) 增加容量,确保至少可以容纳初始化时最小容量参数指定数量的元素。

它还提供一个方法 void trimToSize(),可以减少现有元素的大小。

// 调用构造函数 ArrayList<type>(initialCapacity)
List arr = new ArrayList<Integer>(10);

默认情况下,ArrayList 创建初始容量为10的列表,而 LinkedList 只构造一个没有设置任何初始容量的空列表。 Linkedlist 不实现 RandomAccess 接口,而 ArrayList 实现了 RandomAccess 接口(而非 Deque 接口)。

4. 各种操作的时空复杂性

5. 小贴士

考虑下面遍历 LinkedList 的示例代码。在这段代码中遍历会非常慢,因为 LinkedList 不支持随机访问,因此每次遍历都会带来巨大的开销。

LinkedList ll = new LinkedList();


Object o = null;
for (int i = 0; i < list.size(); i++)
{
o = list.get(i);

}

一个更好的方法可提高性能,像下面这段代码。

LinkedList ll = new LinkedList();


Object o = null;
ListIterator li = list.listIterator(0);
while (li.hasNext()){
o = ll.next();

}

6. 总结

相比较而言 ArrayList 更快而且更好,因为它支持对其元素的随机访问。 遍历链表或在中间插入新元素开销很大,因为必须遍历每个元素而且很可能遇到缓存失败。 如果需要在一次迭代中对列表中的多个项目执行处理,那么 LinkedList 的开销比 ArrayList 使用时多次复制数组元素的开销要小。

欢迎分享你对这个话题的经验与见解,请在文章的评论区中提出你的想法。

文章目录
  1. 1. 1. List 接口
  2. 2. 2. 用法
  3. 3. 3. 内部实现
    1. 3.1. 3.1 LinkedList 内部实现
    2. 3.2. 3.2 ArrayList 内部实现
  4. 4. 4. 各种操作的时空复杂性
  5. 5. 5. 小贴士
  6. 6. 6. 总结