ArrayList 和 LinkedList 的区别
这里写自定义目录标题
- 1. 他们的底层结构不同
- 2. ArrayList 和 LinkedList 都实现了 List 接口
- 3. 查询的对比
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- 3.1 ArrayList 类中的查询
- 3.2 LinkedList 类中的查询
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- 3.2.1 LinkedList 在查询时存在一种特殊情况
- 4. 添加的对比
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- 4.1 ArrayList 的添加操作
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- 4.1.1 在最后的位置添加元素
- 4.1.2 在指定位置添加元素
- 4.2 LinkedList 的添加操作
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- 4.2.1 在最后的位置添加元素
- 4.2.2 在指定位置添加元素
- 5. 总结
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- 5.1 以下情况使用 ArrayList
- 5.2 以下情况使用 LinkedList
1. 他们的底层结构不同
ArrayList 底层是基于数组实现的，ArrayList 类是一个可以动态修改的数组，与普通数组的区别就是它是没有固定大小的限制，我们可以添加或删除元素。
- LinkedList 底层是基于链表实现的，是一种线性表，但是并不会按线性的顺序存储数据，而是在每一个节点里存到下一个节点的地址。
- 正因为底层数据结构的不同，他们适用的场景不同，ArrayList 更适合随机查找，LinkedList 更适合删除和添加，查询、添加、删除的时间复杂度不同。
2. ArrayList 和 LinkedList 都实现了 List 接口
但是LinkedList还额外实现了Deque接口，正因为 LinkedList 实现了 Deque 接口，所以LinkedList 还可以当作队列来使用。
ArrayList 继承 AbstractList 类，实现 List 等接口
LinkedList 继承 AbstractSequentialList 类，实现 List 和 Deque 等接口
3. 查询的对比
- 指定下标进行查询，ArrayList 优于 LinkedList 。
是由于底层数据结构的原因，数组是提前分配好内存空间的。
对于链表来说，指定下标来查询，是需要遍历链表。
3.1 ArrayList 类中的查询
ArrayList 类中的 get() 方法
/**
* Returns the element at the specified position in this list.
*
* @param index index of the element to return
* @return the element at the specified position in this list
* @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc}
*/
public E get(int index) {
rangeCheck(index);
return elementData(index);
}
3.2 LinkedList 类中的查询
LinkedList 类中的 get() 方法 和 node() 方法
/**
* Returns the element at the specified position in this list.
*
* @param index index of the element to return
* @return the element at the specified position in this list
* @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc}
*/
public E get(int index) {
checkElementIndex(index);
return node(index).item;
}
/**
* Returns the (non-null) Node at the specified element index.
*/
Node<E> node(int index) {
// assert isElementIndex(index);
if (index < (size >> 1)) {
Node<E> x = first;
for (int i = 0; i < index; i++)
x = x.next;
return x;
} else {
Node<E> x = last;
for (int i = size - 1; i > index; i--)
x = x.prev;
return x;
}
}
3.2.1 LinkedList 在查询时存在一种特殊情况
LinkedList 在获取第一个元素和最后一个元素时很快
原因在于，LinkedList 内部有两个属性，分别是 first 和 last 。
这两个属性一直持续的记录着，底层链表里面的第一个元素的位置和最后一个元素的位置在哪里。
/**
* Pointer to first node.
* Invariant: (first == null && last == null) ||
* (first.prev == null && first.item != null)
*/
transient Node<E> first;
/**
* Pointer to last node.
* Invariant: (first == null && last == null) ||
* (last.next == null && last.item != null)
*/
transient Node<E> last;
所以 LinkedList 在查询第一个元素和最后一个元素时很快，因为不涉及遍历。
/**
* Returns the first element in this list.
*
* @return the first element in this list
* @throws NoSuchElementException if this list is empty
*/
public E getFirst() {
final Node<E> f = first;
if (f == null)
throw new NoSuchElementException();
return f.item;
}
/**
* Returns the last element in this list.
*
* @return the last element in this list
* @throws NoSuchElementException if this list is empty
*/
public E getLast() {
final Node<E> l = last;
if (l == null)
throw new NoSuchElementException();
return l.item;
}
4. 添加的对比
4.1 ArrayList 的添加操作
ArrayList 的添加操作是存在扩容的情况，并且对于 ArrayList 的添加操作要分情况考虑。
4.1.1 在最后的位置添加元素
不需要移动，需要扩容。
/**
* Appends the specified element to the end of this list.
*
* @param e element to be appended to this list
* @return true (as specified by {@link Collection#add})
*/
public boolean add(E e) {
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
elementData[size++] = e;
return true;
}
4.1.2 在指定位置添加元素
指定位置的元素及后面的元素，均往后移动；效率相对较慢。（因为指定了位置，所以不用去遍历查找，但是需要移动元素）
/**
* Inserts the specified element at the specified position in this
* list. Shifts the element currently at that position (if any) and
* any subsequent elements to the right (adds one to their indices).
*
* @param index index at which the specified element is to be inserted
* @param element element to be inserted
* @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc}
*/
public void add(int index, E element) {
rangeCheckForAdd(index);
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
size - index);
elementData[index] = element;
size++;
}
4.2 LinkedList 的添加操作
LinkedList 的添加操作不涉及扩容
4.2.1 在最后的位置添加元素
/**
* Appends the specified element to the end of this list.
*
* This method is equivalent to {@link #addLast}.
*
* @param e element to be appended to this list
* @return {@code true} (as specified by {@link Collection#add})
*/
public boolean add(E e) {
linkLast(e);
return true;
}
/**
* Links e as last element.
*/
void linkLast(E e) {
final Node<E> l = last;
final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
last = newNode;
if (l == null)
first = newNode;
else
l.next = newNode;
size++;
modCount++;
}
4.2.2 在指定位置添加元素
需要遍历找到下标，但是插入很快。
/**
* Inserts the specified element at the specified position in this list.
* Shifts the element currently at that position (if any) and any
* subsequent elements to the right (adds one to their indices).
*
* @param index index at which the specified element is to be inserted
* @param element element to be inserted
* @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc}
*/
public void add(int index, E element) {
checkPositionIndex(index);
if (index == size)
linkLast(element);
else
linkBefore(element, node(index));
}
/**
* Inserts element e before non-null Node succ.
*/
void linkBefore(E e, Node<E> succ) {
// assert succ != null;
final Node<E> pred = succ.prev;
final Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, succ);
succ.prev = newNode;
if (pred == null)
first = newNode;
else
pred.next = newNode;
size++;
modCount++;
}
5. 总结
5.1 以下情况使用 ArrayList
- 频繁访问列表中的某一个元素。
- 只需要在列表末尾进行添加和删除元素操作。
5.2 以下情况使用 LinkedList
- 你需要通过循环迭代来访问列表中的某些元素。
- 需要频繁的在列表开头、中间、末尾等位置进行添加和删除元素操作。
与 ArrayList 相比，LinkedList 的增加和删除的操作效率更高，而查找和修改的操作效率较低。