5.LinkedList vs ArrayList：谁更快？到底该怎么选？-优快云博客

LinkedList vs ArrayList：谁更快？到底该怎么选？

🚀 高频指数：★★★★★
🎯 你将收获：底层结构对比、时间复杂度分析、源码解读、项目选型模板。

一、面试开场问题

💬 面试官：

ArrayList 和 LinkedList 有什么区别？
哪个增删快？哪个查询快？
为什么 LinkedList 在实际项目中用得少？

答得好，能体现你对集合原理、内存模型和性能评估的理解；
答得背板，就容易掉入“LinkedList 增删快”这种半真半假的陷阱。

二、核心区别概览

对比项	ArrayList	LinkedList
底层结构	动态数组	双向链表
随机访问	✅ O(1) 通过索引	❌ O(n) 需遍历
插入删除	❌ O(n)（需移动元素）	✅ O(1)（已定位节点）
内存开销	小（连续数组）	大（节点额外引用）
线程安全	❌ 不安全	❌ 不安全
实现接口	List, RandomAccess	List, Deque
是否支持队列操作	部分支持	✅ 完整支持（双端队列）

📌 口诀：“查快数组，增快链表。”

三、底层结构源码对比

🔹 ArrayList（动态数组）

transient Object[] elementData;
private int size;

内部维护一个连续的 Object 数组；
通过索引直接访问元素。

🔹 LinkedList（双向链表）

private static class Node<E> {
    E item;
    Node<E> next;
    Node<E> prev;
}
transient int size = 0;
transient Node<E> first;
transient Node<E> last;

每个节点存储前后指针，双向连接。
访问中间元素必须从头或尾遍历。

四、增删性能对比

操作	ArrayList	LinkedList
add(E e)（尾部）	O(1)*均摊	O(1)
add(int index, E e)	O(n)（移动元素）	O(n)（先遍历，再插入）
remove(int index)	O(n)	O(n)
removeFirst()/removeLast()	❌	✅ O(1)
clear()	O(n) 逐个置空	O(1)（断开首尾）

✅ LinkedList 只在首尾增删优势明显，
中间插入时仍需遍历，性能优势有限。

五、访问性能对比

list.get(i);

ArrayList：底层数组，直接通过下标定位 → O(1)；
LinkedList：必须从头或尾开始迭代 → O(n)。

📌 口诀：“数组随机，链表顺序。”

六、内存与缓存效率

指标	ArrayList	LinkedList
存储模型	连续内存块	分散节点
空间占用	少	多（每个节点额外两个引用）
CPU 缓存友好性	✅ 连续存储，局部性好	❌ 不连续，命中率低
适合场景	数据量大、访问频繁	插入删除频繁但数据量小

⚙️ 实际工程中：ArrayList 在绝大多数场景下更快。

七、源码关键差异举例

🔹 ArrayList.get()

public E get(int index) {
    rangeCheck(index);
    return elementData(index);
}

直接数组访问 → O(1)。

🔹 LinkedList.get()

public E get(int index) {
    checkElementIndex(index);
    return node(index).item;
}

Node<E> node(int index) {
    if (index < (size >> 1)) {
        Node<E> x = first;
        for (int i = 0; i < index; i++)
            x = x.next;
        return x;
    } else {
        Node<E> x = last;
        for (int i = size - 1; i > index; i--)
            x = x.prev;
        return x;
    }
}

遍历一半链表，O(n) 时间复杂度。

八、fail-fast 同样存在

两者都继承自 AbstractList，共享 modCount 机制。
在遍历时若结构被修改，都会抛出 ConcurrentModificationException。

九、项目实践选型建议

场景	推荐集合	理由
随机访问频繁（查询多）	✅ ArrayList	O(1) 访问快
插入删除首尾元素	✅ LinkedList	双端队列 O(1) 操作
中间插入删除多	ArrayList	因 LinkedList 仍需遍历
数据量大（10w+）	✅ ArrayList	内存与缓存效率更高
队列/栈场景	✅ LinkedList / ArrayDeque	实现 Deque 接口更自然

💡 实际项目中 95% 场景优先 ArrayList。
LinkedList 更适合模拟队列、缓存、链式结构。

十、性能对比实测（样例）

List<Integer> arr = new ArrayList<>();
List<Integer> link = new LinkedList<>();
int N = 50000;

long t1 = System.nanoTime();
for (int i = 0; i < N; i++) arr.add(i);
System.out.println("ArrayList add: " + (System.nanoTime() - t1));

t1 = System.nanoTime();
for (int i = 0; i < N; i++) link.add(i);
System.out.println("LinkedList add: " + (System.nanoTime() - t1));

t1 = System.nanoTime();
arr.get(N/2);
System.out.println("ArrayList get: " + (System.nanoTime() - t1));

t1 = System.nanoTime();
link.get(N/2);
System.out.println("LinkedList get: " + (System.nanoTime() - t1));

输出结果（示例）：

ArrayList add: 2.3 ms
LinkedList add: 4.8 ms
ArrayList get: 0.01 µs
LinkedList get: 380 µs

✅ 访问性能差距显著，ArrayList 完胜。

十一、面试官追问清单

问题	答案要点
ArrayList 与 LinkedList 区别？	底层结构不同，数组 vs 链表。
哪个增删快？	首尾 LinkedList 快，中间基本一样。
哪个查找快？	ArrayList O(1)；LinkedList O(n)。
为什么 LinkedList 慢？	遍历需移动节点指针，CPU 缓存不友好。
项目中选哪个？	绝大多数选 ArrayList。

十二、口诀记忆

☕️ “查快数组，增快链表；首尾高效，中间无差。”

十三、小结

知识点	关键结论
底层结构	ArrayList=数组，LinkedList=链表
查询性能	ArrayList 快
插入删除	仅首尾 LinkedList 快
空间效率	ArrayList 优
实战选型	默认 ArrayList，链式结构才选 LinkedList