Java的ArrayList和LinkedList的对比

我就是我 2022-07-13 03:24 179阅读 0赞

# LinkedList和ArrayList的对比 #

老生常谈的问题了，顺便在这里就把LinkedList的优缺点也给讲了。  
1. 顺序插入速度ArrayList会比较快，因为ArrayList是基于数组实现的，数组是事先new好的，只要往指定位置塞一个数据就好了；LinkedList则不同，每次顺序插入的时候LinkedList将new一个对象出来，如果对象比较大，那么new的时间势必会长一点，再加上一些引用赋值的操作，所以顺序插入LinkedList必然慢于ArrayList  
2. 基于上一点，因为LinkedList里面不仅维护了待插入的元素，还维护了Entry的前置Entry和后继Entry，如果一个LinkedList中的Entry非常多，那么LinkedList将比ArrayList更耗费一些内存  
3. 数据遍历的速度，看最后一部分，这里就不细讲了，结论是：使用各自遍历效率最高的方式，ArrayList的遍历效率会比LinkedList的遍历效率高一些.  
4. 有些说法认为LinkedList做插入和删除更快，这种说法其实是不准确的：  
（1）LinkedList做插入、删除的时候，慢在寻址，快在只需要改变前后Entry的引用地址  
（2）ArrayList做插入、删除的时候，慢在数组元素的批量copy，快在寻址

所以，如果待插入、删除的元素是在数据结构的前半段尤其是非常靠前的位置的时候，LinkedList的效率将大大快过ArrayList，因为ArrayList将批量copy大量的元素；越往后，对于LinkedList来说，因为它是双向链表，所以在第2个元素后面插入一个数据和在倒数第2个元素后面插入一个元素在效率上基本没有差别，但是ArrayList由于要批量copy的元素越来越少，操作速度必然追上乃至超过LinkedList。

从这个分析看出，如果你十分确定你插入、删除的元素是在前半段，那么就使用LinkedList；如果你十分确定你删除、删除的元素在比较靠后的位置，那么可以考虑使用ArrayList。如果你不能确定你要做的插入、删除是在哪儿呢？那还是建议你使用LinkedList吧，因为一来LinkedList整体插入、删除的执行效率比较稳定，没有ArrayList这种越往后越快的情况；二来插入元素的时候，弄得不好ArrayList就要进行一次扩容，记住，ArrayList底层数组扩容是一个既消耗时间又消耗空间的操作.

最后一点，一切都是纸上谈兵，在选择了List后，有条件的最好可以做一些性能测试，比如在你的代码上下文记录List操作的时间消耗。

# 对LinkedList以及ArrayList的迭代 #

ArrayList使用最普通的for循环遍历，LinkedList使用foreach循环比较快，看一下两个List的定义：

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E> implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable

public class LinkedList<E> extends AbstractSequentialList<E> implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable

注意到ArrayList是实现了RandomAccess接口而LinkedList则没有实现这个接口，关于RandomAccess这个接口的作用，看一下JDK API上的说法：  
![这里写图片描述][801753-20151202194035424-454630998.png]

为此，我写一段代码证明一下这一点，注意，虽然上面的例子用的Iterator，但是做foreach循环的时候，编译器默认会使用这个集合的Iterator，具体可参见foreach循环原理。测试代码如下：

public class TestMain
    {
        private static int SIZE = 111111;
    
        private static void loopList(List<Integer> list)
        {
            long startTime = System.currentTimeMillis();
            for (int i = 0; i < list.size(); i++)
            {
                list.get(i);
            }
            System.out.println(list.getClass().getSimpleName() + "使用普通for循环遍历时间为" + 
                    (System.currentTimeMillis() - startTime) + "ms");
    
            startTime = System.currentTimeMillis();
            for (Integer i : list)
            {
    
            }
            System.out.println(list.getClass().getSimpleName() + "使用foreach循环遍历时间为" + 
                    (System.currentTimeMillis() - startTime) + "ms");
        }
    
        public static void main(String[] args)
        {
            List<Integer> arrayList = new ArrayList<Integer>(SIZE);
            List<Integer> linkedList = new LinkedList<Integer>();
    
            for (int i = 0; i < SIZE; i++)
            {
                arrayList.add(i);
                linkedList.add(i);
            }
    
            loopList(arrayList);
            loopList(linkedList);
            System.out.println();
        }
    }

复制代码  
我截取三次运行结果：  
ArrayList使用普通for循环遍历时间为6ms  
ArrayList使用foreach循环遍历时间为12ms  
LinkedList使用普通for循环遍历时间为38482ms  
LinkedList使用foreach循环遍历时间为11ms

ArrayList使用普通for循环遍历时间为5ms  
ArrayList使用foreach循环遍历时间为12ms  
LinkedList使用普通for循环遍历时间为43287ms  
LinkedList使用foreach循环遍历时间为9ms

ArrayList使用普通for循环遍历时间为4ms  
ArrayList使用foreach循环遍历时间为12ms  
LinkedList使用普通for循环遍历时间为22370ms  
LinkedList使用foreach循环遍历时间为5ms  
有了JDK API的解释，这个结果并不让人感到意外，最最想要提出的一点是：如果使用普通for循环遍历LinkedList，其遍历速度将慢得令人发指。

[801753-20151202194035424-454630998.png]: /images/20220713/8077a0a672634fd691b40a768247c7e1.png