我一直是一个简单使用的人:
List<String> names = new ArrayList<>();
我使用接口作为可移植性的类型名称,这样当我问类似这样的问题时,我就可以修改代码。
LinkedList何时应用于ArrayList,反之亦然?
我一直是一个简单使用的人:
List<String> names = new ArrayList<>();
我使用接口作为可移植性的类型名称,这样当我问类似这样的问题时,我就可以修改代码。
LinkedList何时应用于ArrayList,反之亦然?
当前回答
这是一个效率问题。LinkedList添加和删除元素很快,但访问特定元素很慢。ArrayList访问特定元素的速度很快,但添加到两端的速度可能很慢,尤其是删除在中间的速度慢。
Array vs ArrayList vs LinkedList vs Vector更深入,同样如此链接列表。
其他回答
如果您的代码有add(0)和remove(0),请使用LinkedList,这是更漂亮的addFirst()和removeFirst()方法。否则,请使用ArrayList。
当然,Guava的ImmutableList是你最好的朋友。
与LinkedList相比,Summary ArrayList和ArrayDeque在更多的用例中更可取。如果您不确定,请从ArrayList开始。
TLDR,在ArrayList中,访问元素需要恒定的时间[O(1)],添加元素需要O(n)时间[最坏情况]。在LinkedList中,插入元素需要O(n)时间,访问也需要O(n)时间,但LinkedList比ArrayList使用更多内存。
LinkedList和ArrayList是List接口的两种不同实现。LinkedList使用双链接列表实现它。ArrayList通过动态调整数组大小来实现它。
与标准的链表和数组操作一样,不同的方法将有不同的算法运行时。
对于LinkedList<E>
get(int index)为O(n)(平均步数为n/4),但当index=0或index=list.size()-1时为O(1)(在这种情况下,还可以使用getFirst()和getLast())。LinkedList的主要优点之一add(int index,E元素)为O(n)(平均步数为n/4),但当index=0或index=list.size()-1时为O(1)(在这种情况下,还可以使用addFirst()和addLast()/add())。LinkedList的主要优点之一remove(int index)为O(n)(平均步数为n/4),但当index=0或index=list.size()-1时为O(1)(在这种情况下,还可以使用removeFirst()和removeLast())。LinkedList的主要优点之一Iterator.remove()为O(1)。LinkedList的主要优点之一ListIterator.add(E元素)为O(1)。LinkedList的主要优点之一
注:许多操作平均需要n/4步,在最佳情况下(例如索引=0)需要恒定的步数,在最坏情况下(列表中间)需要n/2步
对于ArrayList<E>
get(int索引)为O(1)。ArrayList的主要优势<E>add(E元素)是O(1)摊销,但O(n)最坏情况,因为数组必须调整大小并复制add(int索引,E元素)为O(n)(平均n/2步)remove(int索引)为O(n)(平均n/2步)Iterator.remove()为O(n)(平均为n/2步)ListIterator.add(E元素)为O(n)(平均n/2步)
注:许多操作平均需要n/2步,在最佳情况下(列表末尾)需要恒定的步数,在最坏情况下(开始列表)需要n步
LinkedList<E>允许使用迭代器进行恒定时间的插入或删除,但只能对元素进行顺序访问。换句话说,您可以向前或向后遍历列表,但在列表中找到位置所需的时间与列表的大小成正比。Javadoc表示“索引到列表中的操作将从开始或结束遍历列表,以较近者为准”,因此这些方法平均为O(n)(n/4步),尽管索引=0时为O(1)。
另一方面,ArrayList<E>允许快速随机读取访问,因此您可以在恒定时间内获取任何元素。但是,除了末端之外,任何地方的添加或删除都需要将后面的所有元素转换过来,要么打开,要么填补空白。此外,如果添加的元素超过了基础数组的容量,则会分配一个新数组(大小的1.5倍),并将旧数组复制到新数组,因此在最坏的情况下,添加到ArrayList是O(n),但平均来说是常量。
因此,根据您打算执行的操作,您应该相应地选择实现。对这两种列表进行迭代实际上都是同样便宜的。(在ArrayList上迭代在技术上更快,但除非您正在做一些对性能非常敏感的事情,否则不必担心这一点——它们都是常量。)
使用LinkedList的主要好处是重用现有迭代器来插入和删除元素。然后,这些操作可以在O(1)中通过仅本地更改列表来完成。在阵列列表中,需要移动(即复制)阵列的其余部分。另一方面,在LinkedList中查找意味着在最坏情况下遵循O(n)(n/2步)中的链接,而在ArrayList中,所需位置可以通过数学计算并在O(1)中访问。
使用LinkedList的另一个好处是在列表的开头添加或删除,因为这些操作是O(1),而ArrayList是O(n)。请注意,ArrayDeque可能是LinkedList的一个很好的替代方案,用于添加和删除头部,但它不是List。
此外,如果您有大量列表,请记住内存使用情况也不同。LinkedList的每个元素都有更多的开销,因为指向下一个和上一个元素的指针也会被存储。ArrayList没有这个开销。然而,ArrayList占用的内存与为容量分配的内存一样多,而不管是否实际添加了元素。
ArrayList的默认初始容量非常小(Java 1.4-1.8中为10)。但由于底层实现是一个数组,如果添加大量元素,则必须调整数组的大小。为了避免在知道要添加大量元素时调整大小的高昂成本,请使用更高的初始容量构建ArrayList。
如果使用数据结构透视图来理解这两个结构,LinkedList基本上是一个包含头节点的顺序数据结构。Node是两个组件的包装器:一个类型为T的值[通过泛型接受],另一个对链接到它的Node的引用。因此,我们可以断言它是一个递归数据结构(一个Node包含另一个节点,该节点具有另一个Node等等…)。如上所述,在LinkedList中添加元素需要线性时间。
ArrayList是一个可增长的数组。它就像一个常规数组。在后台,当添加了一个元素,并且ArrayList已经满了容量时,它将创建另一个大小大于先前大小的数组。然后将元素从先前的数组复制到新的数组,并且将要添加的元素也放置在指定的索引处。
对于ArrayList和LinkedList,remove()和insert()的运行时效率都为O(n)。然而,线性处理时间背后的原因来自两个非常不同的原因:
在ArrayList中,您可以找到O(1)中的元素,但实际上删除或插入某些元素会使其成为O(n),因为以下所有元素都需要更改。
在LinkedList中,实际到达所需元素需要O(n),因为我们必须从一开始就开始,直到达到所需的索引。实际上,移除或插入是常量,因为我们只需要为remove()更改1个引用,为insert()更改2个引用。
插入和删除这两项中的哪一项更快取决于发生的位置。如果我们更接近开始,LinkedList将更快,因为我们必须经过相对较少的元素。如果我们接近末尾,ArrayList将更快,因为我们在恒定的时间内到达那里,只需更改紧随其后的几个剩余元素。如果正好在中间完成,LinkedList将更快速,因为遍历n个元素比移动n个值更快。
好处:虽然无法为ArrayList创建这两个方法O(1),但实际上在LinkedList中有一种方法可以做到这一点。假设我们想在整个列表中删除和插入元素。通常,您可以使用LinkedList从头开始每个元素,我们也可以使用迭代器“保存”当前正在处理的元素。在迭代器的帮助下,当在LinkedList中工作时,remove()和insert()的效率为O(1)。使其成为我所知的唯一性能优势,LinkedList总是优于ArrayList。
我知道这是一篇老帖子,但我真的不敢相信没有人提到LinkedList实现了Deque。只需查看Deque(和Queue)中的方法;如果您希望进行公平的比较,请尝试对ArrayDeque运行LinkedList,并进行功能比较。
Joshua Bloch,LinkedList的作者:
有人真的使用LinkedList吗?我写的,我从来没有用过。
链接:https://twitter.com/joshbloch/status/583813919019573248
很抱歉,我的答案没有其他答案那样信息丰富,但我认为这是最不言自明的答案。