ArrayList和LinkedList的区别

本文通过实验对比了ArrayList和LinkedList在不同场景下的性能表现,包括插入、删除、查找等操作,揭示了两种数据结构的特点及适用场景。

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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。
    这一点要看实际情况的。若只对单条数据插入或删除,ArrayList的速度反而优于LinkedList。但若是批量随机的插入删除数据,LinkedList的速度大大优于ArrayList. 因为ArrayList每插入一条数据,要移动插入点及之后的所有数据。  这一点我做了实验。在分别有200000条“记录”的ArrayList和LinkedList的首位插入20000条数据,LinkedList耗时约是ArrayList的20分之1。
for(int m=0;m<20000;m++){
        linkedlist.add(m,
null);      //当在200000条数据之前插入20000条数据时,LinkedList只用了1125多ms.这就是LinkedList的优势所在
        }
        
long time4 = new Dte().getTime();
        System.out.print(
"batch linkedlist add:");
        System.out.println(time4 
- time3);
        
for(int n=0;n<20000;n++){
        arraylist.add(n, 
null);  //当在200000条数据之前插入20000条数据时,ArrayList用了18375多ms.时间花费是arraylist的近20倍(视测试时机器性能)
        }
        
long time5 = new Date().getTime();
        System.out.print(
"batch arraylist add:");
        System.out.println(time5 
- time4);


4.查找操作indexOf,lastIndexOf,contains等,两者差不多。
5.随机查找指定节点的操作get,ArrayList速度要快于LinkedList.
这里只是理论上分析,事实上也不一定,ArrayList在末尾插入和删除数据的话,速度反而比LinkedList要快。我做过一个插入和删除200000条数据的试验。

        long time1 = new Date().getTime();
        String s1 
= (String) linkedlist.get(100000);//  总记录200000,linkedlist加载第100000条数据耗时15~32ms不等
        long time2 = new Date().getTime();
        System.out.println(time2 
- time1);
        String s2 
= (String) arraylist.get(100000);//  总记录200000,linkedlist加载第100000条数据耗时0ms
        long time3 = new Date().getTime();
        System.out.println(time3 
- time2);

 

    /*分别insert200000条数据到linkedlist和arraylist
    *由于是在末尾插入数据,arraylist的速度比linkedlist的速度反而要快 
    
*/
    
public static void insertList(LinkedList linklist, ArrayList arraylist) {
        
long time1 = new Date().getTime();
        System.out.println(time1);
        
for (int i = 0; i < 200000; i++{
            linklist.add(i, 
"linklist" + i);
        }

        
long time2 = new Date().getTime();
        System.out.println(time2 
- time1);
        
for (int j = 0; j < 200000; j++{
            arraylist.add(j, 
"arraylist" + j);
        }

        
long time3 = new Date().getTime();
        System.out.println(time3 
- time2);
    }



/*delete linkedlist和arraylist中的200000条数据
    *由于是在末尾删除数据,arraylist的速度比linkedlist的速度反而要快 
    
*/
    
public static void deleteList(LinkedList linklist, ArrayList arraylist) {
        
long time1 = new Date().getTime();
        System.out.println(time1);
        
for (int i = 199999; i >= 0; i--{
            linklist.remove(i);
        }

        
long time2 = new Date().getTime();
        System.out.println(time2 
- time1);
        
for (int j = 199999; j >= 0; j--{
            arraylist.remove(j);
        }

        
long time3 = new Date().getTime();
        System.out.println(time3 
- time2);
    }


    
public static void main(String args[]) {
        LinkedList linkedlist 
= new LinkedList();
        ArrayList arraylist 
= new ArrayList();
        insertList(linkedlist, arraylist);

                                        
//以下代码省略

插入:
LinkedList 578ms
ArrayList 437ms
删除:
LinkedList 31ms
ArrayList 16ms


### Java中ArrayListLinkedList区别 #### 1. **底层数据结构** - `ArrayList` 是基于动态数组实现的,其内部维护了一个对象数组。当容量不足时,会自动扩容以容纳更多元素[^1]。 - `LinkedList` 则是一个双向链表结构,每个节点包含前驱指针、后继指针以及当前存储的数据项。这种设计使得它更适合频繁插入删除的操作[^2]。 #### 2. **性能对比** ##### 2.1 随机访问 - 对于随机访问(通过索引获取元素),`ArrayList` 提供 O(1) 时间复杂度的支持,因为它可以直接计算目标位置并返回相应值[^3]。 - 而 `LinkedList` 的随机访问效率较低,达到某个指定索引处的时间复杂度为 O(n),因为需要从头或者尾遍历至该位置[^4]。 ##### 2.2 插入删除 - 当涉及到中间位置上的插入或移除操作时,`ArrayList` 可能较慢,原因是这些动作可能引发大量后续元素向左或右整体平移的过程,平均时间复杂度接近 O(n)[^5]。 - 相反,在相同情况下,由于 `LinkedList` 不必调整其他部分仅需改变几个链接关系即可完成任务,因此它的此类操作通常更快一些,具有常数级即 O(1) 的理想情况下的表现[^6]。 ##### 2.3 内存占用 - 尽管如此,值得注意的是尽管单次增删更高效但每增加一个新项目到 `LinkedList` 中都需要额外分配两个引用空间用于保存前后连接信息,这导致总体内存消耗大于同等长度下简单连续排列形式呈现出来的 `ArrayList` 结构[^7]。 #### 3. **使用场景** ##### 适合使用 ArrayList 的场景: - 如果应用程序主要涉及大量的读取操作而非写入/修改,则应优先考虑采用 `ArrayList` ,因其提供了快速定位任意元素的能力[^8]。 ##### 适合使用 LinkedList 的场景: - 若业务逻辑里存在许多顺序无关紧要却经常发生的变化比如队列模拟等问题解决方案构建过程中的临时缓冲区管理等方面可以选用 `LinkedList` 来优化运行速度减少不必要的位移开销从而提升整个系统的响应速率[^9]。 ```java // ArrayList 示例代码 import java.util.ArrayList; public class Main { public static void main(String[] args){ ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<>(); arrayList.add("Element"); String element = arrayList.get(0); // 快速访问第一个元素 } } // LinkedList 示例代码 import java.util.LinkedList; public class Main { public static void main(String[] args){ LinkedList<Integer> linkedList = new LinkedList<>(); linkedList.addFirst(1); linkedList.removeLast(); // 效率高的首尾操作 Integer firstElement = linkedList.getFirst(); } } ``` #### 总结 综上所述,虽然两者都实现了相同的接口功能相似之处很多,但在具体应用层面还是各有千秋——前者凭借紧凑布局带来更好的缓存命中率进而提高迭代器遍历时的整体效能;后者依靠灵活机动特性适应那些侧重局部变动处理需求的应用环境之中[^10]。 ---
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