一般大家都知道ArrayList和LinkedList的大致区别
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
对于随机访问get和setArrayList觉得优于LinkedList因为LinkedList要移动指针
对于新增和删除操作add和removeLinedList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 commangocitytest;
import javautilLinkedList;
import javautilList;
import javautilRandom;
import javautilArrayList;
import javautilArrays;
import javautilCollections;
public class TestList {
public static final int N=;
public static List values;
static{
Integer vals[]=new Integer[N];
Random r=new Random();
for(int i=currval=;i<N;i++){
vals=new Integer(currval);
currval+=rnextInt()+;
}
values=ArraysasList(vals);
}
static long timeList(List lst){
long start=SystemcurrentTimeMillis();
for(int i=;i<N;i++){
int index=CollectionsbinarySearch(lst valuesget(i));
if(index!=i)
Systemoutprintln(***错误***);
}
return SystemcurrentTimeMillis()start;
}
public static void main(String args[]){
Systemoutprintln(ArrayList消耗时间+timeList(new ArrayList(values)));
Systemoutprintln(LinkedList消耗时间+timeList(new LinkedList(values)));
}
}
我得到的输出 是ArrayList消耗时间
LinkedList消耗时间
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 Collectionsreverse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 commangocitytest;
import javautil*;
public class ListDemo {
static final int N=;
static long timeList(List list){
long start=SystemcurrentTimeMillis();
Object o = new Object();
for(int i=;i<N;i++)
listadd( o);
return SystemcurrentTimeMillis()start;
}
public static void main(String[] args) {
Systemoutprintln(ArrayList耗时+timeList(new ArrayList()));
Systemoutprintln(LinkedList耗时+timeList(new LinkedList()));
}
}
这时我的输出结果是ArrayList耗时
LinkedList耗时
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个元素的LinkedList对象将 有个链接在一起的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*)/+也就是说每一次容量大概会增长%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
．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
．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
．LinkedList不 支持高效的随机元素访问
．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
