ArrayList 和 LinkedList 到底有哪些区别？

Posted 2023-02-06 执章学长

ArrayList 和 LinkedList 到底有哪些区别？

• ArrayList 和 LinkedList
• 底层数据结构不同
• 操作集合的底层实现不同
• • 插入操作
  • 删除操作
  • 按照索引查找
• 关于线程安全

ArrayList 和 LinkedList

ArrayList 和 LinkedList 之前有那些区别？这个是面试中最常见的一个问题之一了。跟着源码分析，看看两者之间的区别。

底层数据结构不同

进入 ArrayList 的源码，可以看到 ArrayList 的成员变量有一个 Object 数组，这个数据就是用来存放插入的数据。

同样进入 LinkedList 的源码，可以看到成员变量维护者两个节点，一个是 first 节点，一个是 last 节点，实际上，LinkedList 底层是一个双向链表。

操作集合的底层实现不同

插入操作

很容易理解，底层的数据结构不同，直接影响了操作集合的底层操作就是不同的，这里可能需要你对数据结构有一定的了解。

首先是插入，根据我们学过的数据结构的知识，我们知道数组中的元素是存储在一个连续的空间中的，而链表则不是。因此根据索引查找的情况，数组只需要根据偏移量就可以立马查找到数据，这里我们结合源码看。

以下是 ArrayList 的 add 方法

首先当然是需要判断插入时 index 索引是否合法，插入的索引只能是[0,size]，这也很容易能够理解，否则就容易造成数组越界。

接着调用 System 的 arraycopy 方法，这个方法是一个 navite 方法，说明这个方法不是由 Java 实现的，实现的效果是将数组A的复制到数组B，并且指定区间，这里是将要插入的 index 之后的数据（包括index指向的数据），全都往后移动一位。
例如：数组[1，2，3，4]，index = 2，操作后就会变为[1，2，3，3，4]。

接着就是将元素插入到 index 的位置，然后 size++。

以下是 LinkedList 的 add方法

首先，是先判断插入的位置是否是尾端，如果是尾端，直接插入即可，因为是双链表，我们自然维护着最后一个节点的引用。

如果是遇到插入到中间的情况，也就是最普遍的情况，则是先要获取到插入的节点的引用，然后再插入。而获取到插入节点的引用也非常有意思，因为我们知道，我们既拥有头指针，也拥有尾指针，因此我们只要判断插入的索引是靠近哪一个，然后再从这个端点开始遍历。这里size>>1的效果等同于size/2。

删除操作

对于 ArrayList 的删除，首先是找到目标元素，然后再将后面的元素全部往前移动。

对于 LinkedList 的删除，首先同样是遍历到要删除的节点，然后直接调用unlink 方法将该节点断开即可。

通过 unlink 方法断开掉要删除的节点。

按照索引查找

对于 ArrayList 来说，无非只需要检查一下参数是否合法，然后返回数组的对应元素即可。

而对于 LinkedList 来说，除了判断参数是否合法外，需要先找到该索引的节点（通过遍历），然后才能返回对应这个节点的值。

总结：其实对于 ArrayList 和 LinkedList 的最大差异，就是底层数据结构的不同，导致在执行同个操作的时候时间效率不一样，比如如果需要频繁按照索引查找元素，则适合使用 ArrayList ；如果是需要频繁删除或者添加元素，则适合使用 LinkedList ，因为 ArrayList 需要移动大量元素，当然 LinkedList 在删除元素前还需要一次遍历进行定位，因此这也不止绝对的。而对于存储空间的选择，实际上 ArrayList 的空间开销主要是在数组上，当然由于扩容机制，会导致数组会有一定的预留空间；而对于 LinkedList 的空间开销主要是在前驱节点和后继节点上，因此每个元素的空间消耗要比 ArrayList 更多。

关于线程安全

ArrayList 和 LinkedList 都是不保证线程安全的。在进行各种操作时并没有上锁，迭代器获取下一个元素的时候会检查是否被修改，如果被修改则抛出ConcurrentModificationException异常。