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JAVA中ArrayList和LinkedList区别

时间:2014-12-30 20:58:39

  核心提示:一般大家都知道ArrayList和LinkedList的大致区别:  1.ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构,LinkedList基于链表的数据结构。  2.对于随机访问get和set,...

一般大家都知道ArrayList和LinkedList的大致区别:

  1.ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构,LinkedList基于链表的数据结构。

  2.对于随机访问get和set,ArrayList觉得优于LinkedList,因为LinkedList要移动指针。

  3.对于新增和删除操作add和remove,LinedList比较占优势,因为ArrayList要移动数据。

  ArrayList和LinkedList是两个集合 类,用于存储一系列的对象引用(references)。例如我们可以用ArrayList来存储一系列的String或者Integer。那么 ArrayList和LinkedList在性能上有什么差别呢?什么时候应该用ArrayList什么时候又该用LinkedList呢?

  一.时间复杂度

  首先一点关键的是,ArrayList的内部实现是基于基础的对象数组的,因此,它使用get方法访问列表中的任意一个元素时 (random access),它的速度要比LinkedList快。LinkedList中的get方法是按照顺序从列表的一端开始检查,直到另外一端。对 LinkedList而言,访问列表中的某个指定元素没有更快的方法了。

  假设我们有一个很大的列表,它里面的元素已经排好序了,这个列表可能是ArrayList类型 的也可能是LinkedList类型的,现在我们对这个列表来进行二分查找(binary search),比较列表是ArrayList和LinkedList时的查询速度,看下面的程序:

  Java代码

  package com.mangocity.test;

  import java.util.LinkedList;

  import java.util.List;

  import java.util.Random;

  import java.util.ArrayList;

  import java.util.Arrays;

  import java.util.Collections;

  public class TestList ...{

  public static final int N=50000;

  public static List values;

  static...{

  Integer vals[]=new Integer[N];

  Random r=new Random();

  for(int i=0,currval=0;i<N;i++)...{

  vals=new Integer(currval);

  currval+=r.nextInt(100)+1;

  }

  values=Arrays.asList(vals);

  }

  static long timeList(List lst)...{

  long start=System.currentTimeMillis();

  for(int i=0;i<N;i++)...{

  int index=Collections.binarySearch(lst, values.get(i));

  if(index!=i)

  System.out.println("***错误***");

  }

  return System.currentTimeMillis()-start;

  }

  public static void main(String args[])...{

  System.out.println("ArrayList消耗时间:"+timeList(new ArrayList(values)));

  System.out.println("LinkedList消耗时间:"+timeList(new LinkedList(values)));

  }

  }

  我得到的输出 是:ArrayList消耗时间:15

  LinkedList消耗时间:2596

  这个结果不是固定的,但是基本上ArrayList的 时间要明显小于LinkedList的时间。因此在这种情况下不宜用LinkedList。二分查找法使用的随机访问(random access)策略,而LinkedList是不支持快速的随机访问的。对一个LinkedList做随机访问所消耗的时间与这个list的大小是成比例 的。而相应的,在ArrayList中进行随机访问所消耗的时间是固定的。

  这是否表明ArrayList总是比LinkedList性能要好呢?这并不一定,在某些情况 下LinkedList的表现要优于ArrayList,有些算法在LinkedList中实现时效率更高。比方说,利用 Collections.reverse方法对列表进行反转时,其性能就要好些。

看这样一个例子,加入我们有一个列表,要对其进行大量的插入和删除操作,在这种情况下 LinkedList就是一个较好的选择。请看如下一个极端的例子,我们重复的在一个列表的开端插入一个元素:

  Java代码

  package com.mangocity.test;

  import java.util.*;

  public class ListDemo {

  static final int N=50000;

  static long timeList(List list){

  long start=System.currentTimeMillis();

  Object o = new Object();

  for(int i=0;i<N;i++)

  list.add(0, o);

  return System.currentTimeMillis()-start;

  }

  public static void main(String[] args) {

  System.out.println("ArrayList耗时:"+timeList(new ArrayList()));

  System.out.println("LinkedList耗时:"+timeList(new LinkedList()));

  }

  }

  这时我的输出结果是:ArrayList耗时:2463

  LinkedList耗时:15

  这和前面一个例子的结果截然相反,当一个元素被加到ArrayList的最开端时,所有已经存在的元素都会后 移,这就意味着数据移动和复制上的开销。相反的,将一个元素加到LinkedList的最开端只是简单的未这个元素分配一个记录,然后调整两个连接。在 LinkedList的开端增加一个元素的开销是固定的,而在ArrayList的开端增加一个元素的开销是与ArrayList的大小成比例的。

  二.空间复杂度

  在LinkedList中有一个私有的内部类,定义如下:

  Java代码

  private static class Entry {

  Object element;

  Entry next;

  Entry previous;

  }

  每个Entry对象 reference列表中的一个元素,同时还有在LinkedList中它的上一个元素和下一个元素。一个有1000个元素的LinkedList对象将 有1000个链接在一起的Entry对象,每个对象都对应于列表中的一个元素。这样的话,在一个LinkedList结构中将有一个很大的空间开销,因为 它要存储这1000个Entity对象的相关信息。

  ArrayList使用一个内置的数组来存储元素,这个数组的起始容量是10.当数组需要增长时,新的容量按 如下公式获得:新容量=(旧容量*3)/2+1,也就是说每一次容量大概会增长50%。这就意味着,如果你有一个包含大量元素的ArrayList对象, 那么最终将有很大的空间会被浪费掉,这个浪费是由ArrayList的工作方式本身造成的。如果没有足够的空间来存放新的元素,数组将不得不被重新进行分 配以便能够增加新的元素。对数组进行重新分配,将会导致性能急剧下降。如果我们知道一个ArrayList将会有多少个元素,我们可以通过构造方法来指定 容量。我们还可以通过trimToSize方法在ArrayList分配完毕之后去掉浪费掉的空间。

  三.总结

  ArrayList和LinkedList在性能上各 有优缺点,都有各自所适用的地方,总的说来可以描述如下:

  1.对ArrayList和LinkedList而言,在列表末尾增加一个元素所花的开销都是固定的。对 ArrayList而言,主要是在内部数组中增加一项,指向所添加的元素,偶尔可能会导致对数组重新进行分配;而对LinkedList而言,这个开销是 统一的,分配一个内部Entry对象。

  2.在ArrayList的 中间插入或删除一个元素意味着这个列表中剩余的元素都会被移动;而在LinkedList的中间插入或删除一个元素的开销是固定的。

  3.LinkedList不 支持高效的随机元素访问。

  4.ArrayList的空 间浪费主要体现在在list列表的结尾预留一定的容量空间,而LinkedList的空间花费则体现在它的每一个元素都需要消耗相当的空间

  可以这样说:当操作是在一列 数据的后面添加数据而不是在前面或中间,并且需要随机地访问其中的元素时,使用ArrayList会提供比较好的性能;当你的操作是在一列数据的前面或中 间添加或删除数据,并且按照顺序访问其中的元素时,就应该使用LinkedList了。

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Tags:区别 
作者:不详 来源:网络
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