List概括

先回顾一下List在Collection的框架图:

从图中可以看出:

  1. List是一个接口,他继承Collection接口,代表有序的队列。
  2. AbstractList是一个抽象类, ,它继承与AbstractCollection。AbstractList实现了List接口中除了size()、get(int location)之外的方法。
  3. AbstractSequentialList是一个抽象类,它继承与AbstrctList。AbstractSequentialList实现了“链表中,根据index索引值操作链表的全部方法”
  4. ArrayList、LinkedList、Vector和Stack是List的四个实现类,其中Vector是基于JDK1.0,虽然实现了同步,但是效率低,已经不用了,Stack继承与Vector,所以不再赘述。
  5. LinkList是个双向链表,它同样可以被当做栈,队列,或者双端队列。

ArrayList 和 LinkList区别

  1. ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构,而LinkedList是基于链表的数据结构,。

  2. 对于随机访问的get和set,ArrayList要优于LinkedList,因为LinkedList基于指针的移动。

  3. 对于添加和删除操作add和remove,一般大家都会说LinkedList要比ArrayList快,因为ArrayList要移动数据。但是实际情况并非这样,对于添加或删除,LinkedList和ArrayList并不能明确说明谁快谁慢,下面会详细分析。

     我们结合之前分析的源码,来看看为什么是这样的:
    
     ArrayList中的随机访问、添加和删除部分源码如下:

*** //获取index位置的元素值

public E get(int index) {

rangeCheck(index); //首先判断index的范围是否合法

return elementData(index);

}

//将index位置的值设为element,并返回原来的值

public E set(int index, E element) {

rangeCheck(index);

E oldValue = elementData(index);
elementData[index] = element;
return oldValue;

}

//将element添加到ArrayList的指定位置

public void add(int index, E element) {

rangeCheckForAdd(index);

ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
//将index以及index之后的数据复制到index+1的位置往后,即从index开始向后挪了一位
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
size - index);
elementData[index] = element; //然后在index处插入element
size++;

}

//删除ArrayList指定位置的元素

public E remove(int index) {

rangeCheck(index);

modCount++;
E oldValue = elementData(index); int numMoved = size - index - 1;
if (numMoved > 0)
//向左挪一位,index位置原来的数据已经被覆盖了
System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
numMoved);
//多出来的最后一位删掉
elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work return oldValue;

}


LinkedList中的随机访问、添加和删除部分源码如下:

//获得第index个节点的值

*** public E get(int index) {

checkElementIndex(index);

return node(index).item;

}

//设置第index元素的值

public E set(int index, E element) {

checkElementIndex(index);

Node x = node(index);

E oldVal = x.item;

x.item = element;

return oldVal;

}

//在index个节点之前添加新的节点

public void add(int index, E element) {

checkPositionIndex(index);

if (index == size)
linkLast(element);
else
linkBefore(element, node(index));

}

//删除第index个节点

public E remove(int index) {

checkElementIndex(index);

return unlink(node(index));

}

//定位index处的节点

Node node(int index) {

// assert isElementIndex(index);

//index<size/2时,从头开始找

if (index < (size >> 1)) {

Node x = first;

for (int i = 0; i < index; i++)

x = x.next;

return x;

} else { //index>=size/2时,从尾开始找

Node x = last;

for (int i = size - 1; i > index; i--)

x = x.prev;

return x;

}

} ***

从源码可以看出,ArrayList想要get(int index)元素时,直接返回index位置上的元素,而LinkedList需要通过for循环进行查找,虽然LinkedList已经在查找方法上做了优化,比如index < size / 2,则从左边开始查找,反之从右边开始查找,但是还是比ArrayList要慢。这点是毋庸置疑的。

ArrayList想要在指定位置插入或删除元素时,主要耗时的是System.arraycopy动作,会移动index后面所有的元素;LinkedList主耗时的是要先通过for循环找到index,然后直接插入或删除。这就导致了两者并非一定谁快谁慢,下面通过一个测试程序来测试一下两者插入的速度:

*** import java.util.ArrayList;

import java.util.Collections;

import java.util.LinkedList;

import java.util.List;

/*

  • @description 测试ArrayList和LinkedList插入的效率

  • @eson_15

    */

    public class ArrayOrLinked {

    static List array=new ArrayList();

    static List linked=new LinkedList();

    public static void main(String[] args) {

     //首先分别给两者插入10000条数据
    for(int i=0;i<10000;i++){
    array.add(i);
    linked.add(i);
    }
    //获得两者随机访问的时间
    System.out.println("array time:"+getTime(array));
    System.out.println("linked time:"+getTime(linked));
    //获得两者插入数据的时间
    System.out.println("array insert time:"+insertTime(array));
    System.out.println("linked insert time:"+insertTime(linked));

    }

    public static long getTime(List list){

    long time=System.currentTimeMillis();

    for(int i = 0; i < 10000; i++){

    int index = Collections.binarySearch(list, list.get(i));

    if(index != i){

    System.out.println("ERROR!");

    }

    }

    return System.currentTimeMillis()-time;

    }

    //插入数据

    public static long insertTime(List list){

    /*

    * 插入的数据量和插入的位置是决定两者性能的主要方面,

    * 我们可以通过修改这两个数据,来测试两者的性能

    */

    long num = 10000; //表示要插入的数据量

    int index = 1000; //表示从哪个位置插入

    long time=System.currentTimeMillis();

    for(int i = 1; i < num; i++){

    list.add(index, i);

    }

    return System.currentTimeMillis()-time;

    }

}


****

index = 1000的时候

array time:7

linked time:567

array insert time:29

linked insert time:37

index = 5000的时候

array time:5

linked time:415

array insert time:15

linked insert time:128

index = 9000的时候

array time:6

linked time:443

array insert time:12

linked insert time:152

从运行结果看,LinkedList的效率是越来越差。

    所以当插入的数据量很小时,两者区别不太大,当插入的数据量大时,大约在容量的1/10之前,LinkedList会优于ArrayList,在其后就劣与ArrayList,且越靠近后面越差。所以个人觉得,一般首选用ArrayList,由于LinkedList可以实现栈、队列以及双端队列等数据结构,所以当特定需要时候,使用LinkedList,当然咯,数据量小的时候,两者差不多,视具体情况去选择使用;当数据量大的时候,如果只需要在靠前的部分插入或删除数据,那也可以选用LinkedList,反之选择ArrayList反而效率更高。

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