ArrayList 和 LinkedList的执行效率比较

Posted 2020-10-02 JMCui

一、概念:

    一般我们都知道 ArrayList＊ 由一个数组后推得到的 List。作为一个常规用途的对象容器使用，用于替换原先的 Vector。允许我们快速访问元素，但在从列表中部插入和删除元素时，速度却嫌稍慢。一般只应该用ListIterator 对一个 ArrayList 进行向前和向后遍历，不要用它删除和插入元素；与 LinkedList 相比，它的效率要低许多LinkedList 提供优化的顺序访问性能，同时可以高效率地在列表中部进行插入和删除操作。但在进行随机访问时，速度却相当慢，此时应换用 ArrayList。

二、测试

    本来自己写了一些测试类想测试下 ArrayList 和 LinkedList 的性能比较，发现怎么写都差强人意，今天在《Thinking in Java》中看到了这样的一段代码，个人觉得写得不赖。

public class ListPerformance
{
    private static final int REPS = 100;

    private abstract static class Tester//内部抽象类，作为List测试。
    {
        String name;
        int size;

        Tester(String name, int size)
        {
            this.name = name;
            this.size = size;
        }

        abstract void test(List a);
    }

    private static Tester[] tests = {new Tester("get", 300)//一个测试数组，存储get(随机取)、iteration(顺序遍历)、insert(中间插入)、remove(随机删除)
    {
        void test(List a)
        {
            for (int i = 0; i < REPS; i++) {
                for (int j = 0; j < a.size(); j++) {
                    a.get(j);
                }
            }
        }
    }, new Tester("iteration", 300)
    {
        void test(List a)
        {
            for (int i = 0; i < REPS; i++) {
                Iterator it = a.iterator();
                while (it.hasNext()) it.next();
            }
        }
    }, new Tester("insert", 1000)
    {
        void test(List a)
        {
            int half = a.size() / 2;
            String s = "test";
            ListIterator it = a.listIterator(half);
            for (int i = 0; i < size * 10; i++) {
                it.add(s);
            }
        }
    }, new Tester("remove", 5000)
    {
        void test(List a)
        {
            ListIterator it = a.listIterator(3);
            while (it.hasNext()) {
                it.next();
                it.remove();
            }
        }
    },
                                     };

    public static void test(List a)
    {
        System.out.println("Testing " + a.getClass().getName());//输出测试的类名称
        for (int i = 0; i < tests.length; i++) {
            fill(a, tests[i].size);//填充空集合
            System.out.print(tests[i].name);
            long t1 = System.currentTimeMillis();
            tests[i].test(a);//进行测试
            long t2 = System.currentTimeMillis();
            System.out.print(":" + (t2 - t1)+" ms ");
        }
    }

    public static Collection fill(Collection c, int size)
    {
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            c.add(Integer.toString(i));
        }
        return c;
    }

    public static void main(String[] args)
    {
        test(new ArrayList());
        System.out.println();
        test(new LinkedList());
    }

}

三、总结

    首先，真的夸一下，这段代码写得真是好啊，无论是内部类的应用还是对面向对象的认识，都考虑的恰到好处，用到了设计模式中的模板方法模式。

    测试结果每次都有些许的差异，但不难得出以下的结论：

        1、在 ArrayList 中进行随机访问（即 get()）以及循环反复是最划得来的 。原因在于，ArrayList是基于数组而来的，所以每个元素都有其对应的index，所以随机定位一个元素要快捷的多。

        2、在 LinkedList 中进行顺序访问、插入、删除动作的话还是比较高效的。原因在于，插入、删除的话对于LinkedList来说只需要改变其排列的一个node结点就可以了，而对于ArrayList来说删除一个元素，需要不断把后面的元素移到前面的位置上。

        3、至于顺序访问，之前一直认为ArrayList 基于数组排列，在内存中是连续排列的，应该会快得多，然后多次测试发现并不是想象的那样，或者说ArrayList没有表现出它该有的优势，甚至还不如LinkedList的访问速度。原因在于:LinkedList 提供了优化的顺序访问性能。

4、ArrayList 是线程安全的，LinkedList  是线程不安全的。这个原因也导致了我们在平常编程中比较少看到 LinkedList 。