Java中ArrayList和LinkedList的对比分析

Posted 2020-12-18 不白而痴

 

继承关系对比

 

从JDK API中可知二者都实现了 List 接口，故此二者都会有add,cantains等方法。

对于List接口的实现类，都有以下特点:

1.     允许重复的元素
2.     允许null值。至少ArrayList和LinkedList都允许有null值，并且null也是可以重复的，添加多个null，list的长度也会增加
3.     删除操作时，如果是根据对象删除的话，会删除第一个出现的元素。（这样如果数组内有多个重复元素的时候也不会混淆）

 

 底层数据结构对比

ArrayList底层数据结构是 数组

LinkedList底层数据结构是双向链表

 

 

 

 

操作性能对比

ArrayList，查找快，因为是连续的内存空间，方便寻址，但删除，插入慢，因为需要发生数据迁移
LinkedList，查找慢，因为需要通过指针一个个寻找，但删除，插入块，因为只要改变前后节点的指针指向即可。

具体分析，贴源码

查找

ArrayList，下标直接访问，时间复杂度O(1)

        public E get(int index) {
            rangeCheck(index);
            checkForComodification();
            return ArrayList.this.elementData(offset + index);
        }

LinkedList,挨个遍历，时间复杂度O(n),可以用加索引的方式优化查询时间复杂度为O(logn),这时候叫做跳表

    public E get(int index) {
        checkElementIndex(index);
        return node(index).item;
    }

    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;
        }
    }

 

添加

 ArrayList,添加到尾部O(1),添加到中间O(n),数据迁移耗时

    public boolean add(E e) {
        ensureCapacityInternal(size + 1);  // 判断数组大小是否足够
        elementData[size++] = e;
        return true;
    }

LinkedList添加为O(1)

        public void add(E e) {
            checkForComodification();
            lastReturned = null;
            if (next == null)
                linkLast(e);
            else
                linkBefore(e, next);
            nextIndex++;
            expectedModCount++;
        }

删除

ArrayList 涉及数据迁移 O(n)

    public E remove(int index) {
        rangeCheck(index);

        modCount++;
        E oldValue = elementData(index);

        int numMoved = size - index - 1;
        if (numMoved > 0)
            System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
                             numMoved);
        elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work

        return oldValue;
    }

 

LinkedList 改变尾节点的next即可 O(1)

        public void remove() {
            checkForComodification();
            if (lastReturned == null)
                throw new IllegalStateException();

            Node<E> lastNext = lastReturned.next;
            unlink(lastReturned);
            if (next == lastReturned)
                next = lastNext;
            else
                nextIndex--;
            lastReturned = null;
            expectedModCount++;
        }