ArrayList和LinkedList

底层结构

两者的差别主要来自于底层的数据结构不同,ArrayList是基于数组实现的,LinkedList是基于双链表实现的。

接口实现

LinkedList类不仅是List接口的实现类,可以根据索引来随机访问集合中的元素,除此之外,LinkedList还实现了Deque接口,Deque接口是Queue接口的子接口,它代表一个双向队列,因此LinkedList可以作为双向队列 ,栈(可以参见Deque提供的接口方法)和List集合使用,功能强大。

效率性能

因为ArrayList是基于索引(index)的数据结构,它使用索引在数组中搜索和读取数据是很快的,可以直接返回数组中index位置的元素,因此在随机访问集合元素上有较好的性能。Array获取数据的时间复杂度是O(1),但是要插入、删除数据却是开销很大的,因为这需要移动数组中插入位置之后的的所有元素。

相对于ArrayList,LinkedList的随机访问集合元素时性能较差,因为需要在双向列表中找到要index的位置,再返回;但在插入,删除操作是更快的。因为LinkedList不像ArrayList一样,不需要改变数组的大小,也不需要在数组装满的时候要将所有的数据重新装入一个新的数组,这是ArrayList最坏的一种情况,时间复杂度是O(n),而LinkedList中插入或删除的时间复杂度仅为O(1)。ArrayList在插入数据时还需要更新索引(除了插入数组的尾部)。

资源消耗

除了时间上的消耗不同,LinkedList需要更多的内存,因为LinkedList中的每个节点中存储的是实际的数据和前后节点的位置,而ArrayList的每个索引的位置是实际的数据。

非线程安全

ArrayList 和 LinkedList 都是非线程安全的。如果要求线程安全,那么得考虑使用它两的兄弟Vector,Vector是同步的,当然,也可以通过一些办法包装ArrayList,LinkedList,使他们也达到同步,但效率可能会有所降低。

使用场景

可以根据数据总量大小解和常用的操作场景需要来选择。

  • 如果需要对数据有较多的随机访问,ArrayList对象要优于LinkedList对象;
  • 如果应用程序有更多的插入或者删除操作,较少的随机访问,LinkedList对象要优于ArrayList对象;
  • 不过ArrayList的插入,删除操作也不一定比LinkedList慢,如果在List靠近末尾的地方插入,那么ArrayList只需要移动较少的数据,而LinkedList则需要一直查找到列表尾部,反而耗费较多时间,这时ArrayList就比LinkedList要快。

关于Vector

底层实现

Vector与ArrayList一样,也是通过数组实现的

线程安全

支持线程的同步,即某一时刻只有一个线程能够写Vector,避免多线程同时写而引起的不一致性,但实现同步需要很高的花费,因此,访问它比访问ArrayList慢。

扩容机制

如果集合中的元素的数目大于目前集合数组的长度时,vector增长率为目前数组长度的100%,而arraylist增长率为目前数组长度的50%。

效率性能

如果查找一个指定位置的数据,vector和arraylist使用的时间是相同的,都是O(1);

如果数量比较大,用vector有一定的优势,因为每次扩容的量更大。

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