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

正确或不正确:请在本地执行测试并自行决定!

LinkedList中的编辑/删除速度比ArrayList快。

Array支持的ArrayList需要两倍的大小,在大容量应用程序中更糟糕。

以下是每个操作的单元测试结果。计时单位为纳秒。


Operation                       ArrayList                      LinkedList  

AddAll   (Insert)               101,16719                      2623,29291 

Add      (Insert-Sequentially)  152,46840                      966,62216

Add      (insert-randomly)      36527                          29193

remove   (Delete)               20,56,9095                     20,45,4904

contains (Search)               186,15,704                     189,64,981

代码如下:

import org.junit.Assert;
import org.junit.Test;

import java.util.*;

public class ArrayListVsLinkedList {
    private static final int MAX = 500000;
    String[] strings = maxArray();

    ////////////// ADD ALL ////////////////////////////////////////
    @Test
    public void arrayListAddAll() {
        Watch watch = new Watch();
        List<String> stringList = Arrays.asList(strings);
        List<String> arrayList = new ArrayList<String>(MAX);

        watch.start();
        arrayList.addAll(stringList);
        watch.totalTime("Array List addAll() = ");//101,16719 Nanoseconds
    }

    @Test
    public void linkedListAddAll() throws Exception {
        Watch watch = new Watch();
        List<String> stringList = Arrays.asList(strings);

        watch.start();
        List<String> linkedList = new LinkedList<String>();
        linkedList.addAll(stringList);
        watch.totalTime("Linked List addAll() = ");  //2623,29291 Nanoseconds
    }

    //Note: ArrayList is 26 time faster here than LinkedList for addAll()

    ///////////////// INSERT /////////////////////////////////////////////
    @Test
    public void arrayListAdd() {
        Watch watch = new Watch();
        List<String> arrayList = new ArrayList<String>(MAX);

        watch.start();
        for (String string : strings)
            arrayList.add(string);
        watch.totalTime("Array List add() = ");//152,46840 Nanoseconds
    }

    @Test
    public void linkedListAdd() {
        Watch watch = new Watch();

        List<String> linkedList = new LinkedList<String>();
        watch.start();
        for (String string : strings)
            linkedList.add(string);
        watch.totalTime("Linked List add() = ");  //966,62216 Nanoseconds
    }

    //Note: ArrayList is 9 times faster than LinkedList for add sequentially

    /////////////////// INSERT IN BETWEEN ///////////////////////////////////////

    @Test
    public void arrayListInsertOne() {
        Watch watch = new Watch();
        List<String> stringList = Arrays.asList(strings);
        List<String> arrayList = new ArrayList<String>(MAX + MAX / 10);
        arrayList.addAll(stringList);

        String insertString0 = getString(true, MAX / 2 + 10);
        String insertString1 = getString(true, MAX / 2 + 20);
        String insertString2 = getString(true, MAX / 2 + 30);
        String insertString3 = getString(true, MAX / 2 + 40);

        watch.start();

        arrayList.add(insertString0);
        arrayList.add(insertString1);
        arrayList.add(insertString2);
        arrayList.add(insertString3);

        watch.totalTime("Array List add() = ");//36527
    }

    @Test
    public void linkedListInsertOne() {
        Watch watch = new Watch();
        List<String> stringList = Arrays.asList(strings);
        List<String> linkedList = new LinkedList<String>();
        linkedList.addAll(stringList);

        String insertString0 = getString(true, MAX / 2 + 10);
        String insertString1 = getString(true, MAX / 2 + 20);
        String insertString2 = getString(true, MAX / 2 + 30);
        String insertString3 = getString(true, MAX / 2 + 40);

        watch.start();

        linkedList.add(insertString0);
        linkedList.add(insertString1);
        linkedList.add(insertString2);
        linkedList.add(insertString3);

        watch.totalTime("Linked List add = ");//29193
    }


    //Note: LinkedList is 3000 nanosecond faster than ArrayList for insert randomly.

    ////////////////// DELETE //////////////////////////////////////////////////////
    @Test
    public void arrayListRemove() throws Exception {
        Watch watch = new Watch();
        List<String> stringList = Arrays.asList(strings);
        List<String> arrayList = new ArrayList<String>(MAX);

        arrayList.addAll(stringList);
        String searchString0 = getString(true, MAX / 2 + 10);
        String searchString1 = getString(true, MAX / 2 + 20);

        watch.start();
        arrayList.remove(searchString0);
        arrayList.remove(searchString1);
        watch.totalTime("Array List remove() = ");//20,56,9095 Nanoseconds
    }

    @Test
    public void linkedListRemove() throws Exception {
        Watch watch = new Watch();
        List<String> linkedList = new LinkedList<String>();
        linkedList.addAll(Arrays.asList(strings));

        String searchString0 = getString(true, MAX / 2 + 10);
        String searchString1 = getString(true, MAX / 2 + 20);

        watch.start();
        linkedList.remove(searchString0);
        linkedList.remove(searchString1);
        watch.totalTime("Linked List remove = ");//20,45,4904 Nanoseconds
    }

    //Note: LinkedList is 10 millisecond faster than ArrayList while removing item.

    ///////////////////// SEARCH ///////////////////////////////////////////
    @Test
    public void arrayListSearch() throws Exception {
        Watch watch = new Watch();
        List<String> stringList = Arrays.asList(strings);
        List<String> arrayList = new ArrayList<String>(MAX);

        arrayList.addAll(stringList);
        String searchString0 = getString(true, MAX / 2 + 10);
        String searchString1 = getString(true, MAX / 2 + 20);

        watch.start();
        arrayList.contains(searchString0);
        arrayList.contains(searchString1);
        watch.totalTime("Array List addAll() time = ");//186,15,704
    }

    @Test
    public void linkedListSearch() throws Exception {
        Watch watch = new Watch();
        List<String> linkedList = new LinkedList<String>();
        linkedList.addAll(Arrays.asList(strings));

        String searchString0 = getString(true, MAX / 2 + 10);
        String searchString1 = getString(true, MAX / 2 + 20);

        watch.start();
        linkedList.contains(searchString0);
        linkedList.contains(searchString1);
        watch.totalTime("Linked List addAll() time = ");//189,64,981
    }

    //Note: Linked List is 500 Milliseconds faster than ArrayList

    class Watch {
        private long startTime;
        private long endTime;

        public void start() {
            startTime = System.nanoTime();
        }

        private void stop() {
            endTime = System.nanoTime();
        }

        public void totalTime(String s) {
            stop();
            System.out.println(s + (endTime - startTime));
        }
    }


    private String[] maxArray() {
        String[] strings = new String[MAX];
        Boolean result = Boolean.TRUE;
        for (int i = 0; i < MAX; i++) {
            strings[i] = getString(result, i);
            result = !result;
        }
        return strings;
    }

    private String getString(Boolean result, int i) {
        return String.valueOf(result) + i + String.valueOf(!result);
    }
}

其他回答

见原始答案下方作者的2021更新。


原答案(2011年)

作为一个在非常大规模的SOA web服务上做了大约十年操作性能工程的人,我更喜欢LinkedList而不是ArrayList的行为。虽然LinkedList的稳态吞吐量更差,因此可能会导致购买更多硬件,但ArrayList在压力下的行为可能会导致集群中的应用程序以近乎同步的方式扩展其阵列,而对于较大的阵列大小,可能会导致应用程序缺乏响应能力,在压力下停机,这是灾难性的行为。

类似地,您可以从默认的吞吐量固定垃圾收集器中获得更好的应用吞吐量,但一旦您获得了具有10GB堆的java应用程序,您就可以在完全GC期间锁定应用程序25秒,这会导致SOA应用程序超时和失败,如果太频繁,还会破坏SLA。尽管CMS收集器占用了更多的资源,并且没有实现相同的原始吞吐量,但它是一个更好的选择,因为它具有更可预测性和更小的延迟。

如果您所指的性能是吞吐量,并且可以忽略延迟,那么ArrayList只是性能的更好选择。根据我的工作经验,我不能忽视最坏情况下的延迟。

更新(2021 8月27日——10年后)

这个答案(也是我在SO问题上最受欢迎的答案)很可能是错误的(原因在下面的评论中概述)。我想补充一点,ArrayList将优化内存的顺序读取,并最小化缓存线和TLB未命中等。相比之下,当阵列增长超过边界时的复制开销可能无关紧要(可以通过高效的CPU操作完成)。考虑到硬件趋势,随着时间的推移,这个答案可能会变得更糟。LinkedList可能有意义的唯一情况是,如果您有数千个列表,其中任何一个都可能增长到GB大小,但在分配列表时无法做出正确的猜测,并且将它们全部设置为GB大小,则会炸毁堆。如果你发现了这样的问题,那么无论你的解决方案是什么,都需要重新设计(我不想轻率地建议重新设计旧代码,因为我自己维护了一堆又一堆的旧代码,但这是一个很好的例子,因为原始设计已经过时,确实需要扔掉)。尽管如此,我还是会把我几十年来的糟糕观点留在那里,让你读一读。简单、合乎逻辑,而且非常错误。

我在这里看到的一个测试只进行一次测试。但我注意到的是,您需要多次运行这些测试,最终它们的时间会收敛。基本上JVM需要预热。对于我的特定用例,我需要向列表中添加/删除项目,该列表将增加到大约500个项目。在我的测试中,LinkedList的发布速度更快,LinkedList约为50000 NS,ArrayList约为90000NS。。。给予或索取。请参见下面的代码。

public static void main(String[] args) {
    List<Long> times = new ArrayList<>();
    for (int i = 0; i < 100; i++) {
        times.add(doIt());
    }
    System.out.println("avg = " + (times.stream().mapToLong(x -> x).average()));
}

static long doIt() {
    long start = System.nanoTime();
    List<Object> list = new LinkedList<>();
    //uncomment line below to test with ArrayList
    //list = new ArrayList<>();
    for (int i = 0; i < 500; i++) {
        list.add(i);
    }

    Iterator it = list.iterator();
    while (it.hasNext()) {
        it.next();
        it.remove();
    }
    long end = System.nanoTime();
    long diff = end - start;
    //uncomment to see the JVM warmup and get faster for the first few iterations
    //System.out.println(diff)
    return diff;
}

ArrayList和LinkedList都实现了List接口,它们的方法和结果几乎相同。然而,它们之间几乎没有区别,这取决于需求,使一个优于另一个。

阵列列表与链接列表

1) 搜索:与LinkedList搜索操作相比,ArrayList搜索操作非常快。ArrayList中的get(int index)给出了O(1)的性能,而LinkedList的性能为O(n)。

原因:ArrayList为其元素维护基于索引的系统,因为它隐式使用数组数据结构,这使得在列表中搜索元素的速度更快。另一方面,LinkedList实现了双链接列表,这需要遍历所有元素来搜索元素。

2) 删除:LinkedList删除操作提供O(1)性能,而ArrayList提供可变性能:最坏情况下(删除第一个元素时)为O(n),最好情况下(移除最后一个元素时,为O(2)。

结论:LinkedList元素删除速度比阵列列表。

原因:LinkedList的每个元素都有两个指针(地址),指向列表中的两个相邻元素。因此,移除仅需要改变将要移除的节点的两个相邻节点(元素)中的指针位置。当在ArrayList中时,需要移动所有元素以填充移除的元素所创建的空间。

3) 插入性能:LinkedList add方法提供O(1)性能,而ArrayList在最坏情况下提供O(n)性能。原因与删除说明相同。

4) 内存开销:ArrayList维护索引和元素数据,而LinkedList维护相邻节点的元素数据和两个指针

因此LinkedList中的内存消耗相对较高。

这些类之间几乎没有相似之处,如下所示:

ArrayList和LinkedList都是List接口的实现。它们都保持元素插入顺序,这意味着在显示ArrayList和LinkedList元素时,结果集将具有元素插入列表的相同顺序。这两个类都是非同步的,可以使用Collections.synchronizedList方法显式同步。这些类返回的迭代器和listIterator是快速失败的(如果在创建迭代器之后的任何时候对列表进行结构修改,除了通过迭代器自己的remove或add方法之外,其他任何方式,迭代器都会抛出ConcurrentModificationException)。

何时使用LinkedList,何时使用ArrayList?

如上所述,与ArrayList(O(n))相比,插入和删除操作在LinkedList中提供了良好的性能(O(1))。因此,若应用程序中需要频繁添加和删除,则LinkedList是最佳选择。搜索(get方法)操作在Arraylist(O(1))中很快,但在LinkedList(O(n))中不快因此,如果添加和删除操作更少,搜索操作需求更多,ArrayList将是您的最佳选择。

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。

1) 基础数据结构

ArrayList和LinkedList之间的第一个区别在于,ArrayList由Array支持,而LinkedList由LinkedList支持。这将导致性能的进一步差异。

2) LinkedList实现Deque

ArrayList和LinkedList之间的另一个区别是,除了List接口之外,LinkedList还实现了Deque接口,该接口为add()和poll()以及其他几个Deque函数提供先进先出操作。3) 在ArrayList中添加元素如果不触发Array的重新调整大小,则在ArrayList中添加元素是O(1)操作,在这种情况下,它变为O(log(n))。另一方面,在LinkedList中添加一个元素则是O(2)操作,因为它不需要任何导航。

4) 从位置移除元素

为了从特定索引中删除元素,例如通过调用remove(index),ArrayList执行复制操作,使其接近O(n),而LinkedList需要遍历到该点,这也使其成为O(n/2),因为它可以根据接近度从任意方向遍历。

5) 遍历ArrayList或LinkedList

迭代是LinkedList和ArrayList的O(n)操作,其中n是元素的数量。

6) 从位置检索元素

get(index)操作在ArrayList中为O(1),而在LinkedList中为其O(n/2),因为它需要遍历该条目。虽然,在大O符号中,O(n/2)只是O(n),因为我们忽略了那里的常数。

7) 内存

LinkedList使用一个包装对象Entry,这是一个静态嵌套类,用于存储数据和下一个和上一个节点,而ArrayList只在Array中存储数据。

因此,除了Array在将内容从一个Array复制到另一个Array时执行重新调整大小操作的情况外,ArrayList的内存需求似乎比LinkedList少。

如果Array足够大,那么此时可能会占用大量内存并触发垃圾收集,这会降低响应时间。

从ArrayList与LinkedList之间的所有差异来看,ArrayList在几乎所有情况下都是比LinkedList更好的选择,除非您经常执行add()操作而不是remove()或get()操作。

修改链接列表比修改ArrayList更容易,尤其是当您从开始或结束处添加或删除元素时,因为链接列表内部保留了这些位置的引用,并且可以在O(1)时间内访问。

换句话说,您不需要遍历链接列表就可以到达要添加元素的位置,在这种情况下,添加就变成了O(n)操作。例如,在链接列表中间插入或删除元素。

在我看来,在Java中,使用ArrayList而不是LinkedList来实现大多数实际用途。