ArrayList和LinkedList的区别？顺序表和单链表的区别？数组和链表的区别？

Posted 2022-12-10 小猪媛不圆

• 1.ArrayList和LinkedList的区别？
• 2.顺序表和单链表的区别？
• 3.数组和链表的区别？

1.ArrayList和LinkedList的区别？

1. 线程安全：ArrayList和LinkedList都是不同步的，都是线程不安全的
2. 底层数据结构：ArrayList底层是使用数组来实现的，LinkedList底层是使用双向链表来实现的
3. 在插入和删除元素时：ArrayList是基于数组实现的，所以在插入和删除元素的时候，使用add(E element)方法，ArrayList会默认尾插，这种情况下时间复杂度为O(1)，但是如果是指定下标进行插入的话（add(int index, E element)），时间复杂度就为O(N - i)，因为在指定下标插入的时候，第i个和第i个位置之后的(n - i)个元素都要执行向后移/前移的操作。LinkedList采用链表存储，所以插入删除时间复杂度都不受元素位置的影响，都是近似于O(1)，数组是近似于O(N)
4. 在随机访问时：ArrayList支持快速随机访问，借助下标进行访问；而LinkedList不行
5. 扩容机制：LinkedList底层是双向链表，没有初始化大小，也没有扩容机制；ArrayList初始化如果不指定大小，初始大小为10；在使用add方法的时候，首先会调用ensureCapacityInternal方法，传入size+1检查是否需要扩容，newCapacity = 扩充数组为原来的1.5倍；ArrayList中copy数组的核心就是System.arraycopy方法。
6. 内存空间占用：ArrayList的空间浪费主要体现在List结尾需要预留一部分空间，而LinkedList的空间浪费则体现在它的每一个元素都要消耗比ArrayList更多的空间（存放数据和下一个节点的引用）
7. 如果数量有百万级以上时，还是要使用ArrayList，因为LinkedList的时间主要消耗在遍历上，而ArrayList的时间主要消耗在移动和复制上，LinkedList的遍历速度是要慢于ArrayList的移动复制速度的，如果需要处理的数据时百万级以上时，还是ArrayList快。

2.顺序表和单链表的区别？

1. 顺序表存储位置是连续的、支持随机访问，链表可以是不连续的、不能随机访问，只能从头到尾逐个搜索。
   下面这张图总结的很好~
2. 顺序表的优缺点
   优点：
   （1）空间利用率高。（局部性原理，连续存放，命中率高）
   （2）存取速度高效，通过下标来直接存储。
   缺点：
   (1）插入和删除比较慢，比如：插入或者删除一个元素时，整个表需要遍历移动元素来重新排一次顺序。
   (2）不可以增长长度，有空间限制,当需要存取的元素个数可能多于顺序表的元素个数时,会出现"溢出"问题.当元素个数远少于预先分配的空间时,空间浪费巨大。

时间性能 :查找 O(1) ,插入和删除O（n）。

3. 链表的优缺点
   优点：
   (1）存取某个元素速度慢。
   (2）插入和删除速度快，保留原有的物理顺序，比如：插入或者删除一个元素时，只需要改变指针指向即可。
   (3）没有空间限制,存储元素的个数无上限,基本只与内存空间大小有关.
   缺点：
   (1）占用额外的空间以存储指针(浪费空间，不连续存放，malloc开辟，空间碎片多)
   (2）查找速度慢，因为查找时，需要循环链表访问，需要从开始节点一个一个节点去查找元素访问。

时间性能 :查找 O(n) ,插入和删除O（1）。

3.数组和链表的区别？

1. 数组的特点

①在内存中，数组是一块连续的区域。 拿上面的看电影来说，这几个人在电影院必须坐在一起。
②数组需要预留空间，在使用前要先申请占内存的大小，可能会浪费内存空间。 比如看电影时，为了保证10个人能坐在一起，必须提前订好10个连续的位置。这样的好处就是能保证10个人可以在一起。但是这样的缺点是，如果来的人不够10个，那么剩下的位置就浪费了。如果临时有多来了个人，那么10个就不够用了，这时可能需要将第11个位置上的人挪走，或者是他们11个人重新去找一个11连坐的位置，效率都很低。如果没有找到符合要求的作为，那么就没法坐了。
③插入数据和删除数据效率低，插入数据时，这个位置后面的数据在内存中都要向后移。删除数据时，这个数据后面的数据都要往前移动。 比如原来去了5个人，然后后来又去了一个人要坐在第三个位置上，那么第三个到第五个都要往后移动一个位子，将第三个位置留给新来的人。 当这个人走了的时候，因为他们要连在一起的，所以他后面几个人要往前移动一个位置，把这个空位补上。
④随机读取效率很高。因为数组是连续的，知道每一个数据的内存地址，可以直接找到给地址的数据。并且不利于扩展，数组定义的空间不够时要重新定义数组。

2. 链表的特点
   ①在内存中可以存在任何地方，不要求连续。 在电影院几个人可以随便坐。
   ②每一个数据都保存了下一个数据的内存地址，通过这个地址找到下一个数据。 第一个人知道第二个人的座位号，第二个人知道第三个人的座位号……
   ③增加数据和删除数据很容易。 再来个人可以随便坐，比如来了个人要做到第三个位置，那他只需要把自己的位置告诉第二个人，然后问第二个人拿到原来第三个人的位置就行了。其他人都不用动。
   ④查找数据时效率低，因为不具有随机访问性，所以访问某个位置的数据都要从第一个数据开始访问，然后根据第一个数据保存的下一个数据的地址找到第二个数据，以此类推。 要找到第三个人，必须从第一个人开始问起。
   ⑤不指定大小，扩展方便。链表大小不用定义，数据随意增删。
3. 数组的优缺点
   优点：
   随机访问性强
   查找速度快
   （类似于顺序表）
   缺点：
   插入和删除效率低
   可能浪费内存
   内存空间要求高，必须有足够的连续内存空间。
   数组大小固定，不能动态拓展
4. 链表的优缺点
   优点：
   插入删除速度快
   内存利用率高，不会浪费内存
   大小没有固定，拓展很灵活。
   缺点：
   不能随机查找，必须从第一个开始遍历，查找效率低
   数组和链表的区别参照这篇博文