软件开发架构师

用 ArrayList 还是 LinkedList?

java 85 2019-02-26 15:51

(给ImportNew加星标,提高Java技能)


来自:唐尤华

https://dzone.com/articles/arraylist-or-linkedlist


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。


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