ArrayList 和 LinkedList 是 Java 集合框架中用来存储对象引用列表的两个类。ArrayList 和 LinkedList 都实现 List 接口。先对List做一个简单的了解: 列表(list)是元素的有序集合,也称为序列。它提供了基于元素位置的操作,有助于快速访问、添加和删除列表中特定索引位置的元素。List 接口实现了 Collection 和 Iterable 作为父接口。它允许存储重复值和空值,支持通过索引访问元素。 读完这篇文章要搞清楚的问题:ArrayList和LinkedList有什么不同之处?什么时候应该用ArrayList什么时候又该用LinkedList呢? 下面以增加和删除元素为例比较ArrayList和LinkedList的不同之处 增加元素到列表尾端: 在ArrayList中增加元素到队列尾端的代码如下: 复制代码 public boolean add(E e){ ensureCapacity(size+1);//确保内部数组有足够的空间 elementData[size++]=e;//将元素加入到数组的末尾,完成添加 return true; } 复制代码 ArrayList中add()方法的性能决定于ensureCapacity()方法。ensureCapacity()的实现如下: 复制代码 public vod ensureCapacity(int minCapacity){ modCount++; int oldCapacity=elementData.length; if(minCapacity>oldCapacity){ //如果数组容量不足,进行扩容 Object[] oldData=elementData; int newCapacity=(oldCapacity*3)/2+1; //扩容到原始容量的1.5倍 if(newCapacitty addBefore(E e,Entry entry){ Entry newEntry = new Entry(e,entry,entry.previous); newEntry.provious.next=newEntry; newEntry.next.previous=newEntry; size++; modCount++; return newEntry; } 复制代码 可见,LinkeList由于使用了链表的结构,因此不需要维护容量的大小。从这点上说,它比ArrayList有一定的性能优势,然而,每次的元素增加都需要新建一个Entry对象,并进行更多的赋值操作。在频繁的系统调用中,对性能会产生一定的影响。 增加元素到列表任意位置 除了提供元素到List的尾端,List接口还提供了在任意位置插入元素的方法:void add(int index,E element); 由于实现的不同,ArrayList和LinkedList在这个方法上存在一定的性能差异,由于ArrayList是基于数组实现的,而数组是一块连续的内存空间,如果在数组的任意位置插入元素,必然导致在该位置后的所有元素需要重新排列,因此,其效率相对会比较低。 以下代码是ArrayList中的实现: 复制代码 public void add(int index,E element){ if(index>size||index<0) throw new IndexOutOfBoundsException( "Index:"+index+",size: "+size); ensureCapacity(size+1); System.arraycopy(elementData,index,elementData,index+1,size-index); elementData[index] = element; size++; } 复制代码 可以看到每次插入操作,都会进行一次数组复制。而这个操作在增加元素到List尾端的时候是不存在的,大量的数组重组操作会导致系统性能低下。并且插入元素在List中的位置越是靠前,数组重组的开销也越大。 而LinkedList此时显示了优势: 复制代码 public void add(int index,E element){ addBefore(element,(index==size?header:entry(index))); } 复制代码 可见,对LinkedList来说,在List的尾端插入数据与在任意位置插入数据是一样的,不会因为插入的位置靠前而导致插入的方法性能降低。 删除任意位置元素 对于元素的删除,List接口提供了在任意位置删除元素的方法: public E remove(int index); 对ArrayList来说,remove()方法和add()方法是雷同的。在任意位置移除元素后,都要进行数组的重组。ArrayList的实现如下: 复制代码 public E remove(int index){ RangeCheck(index); modCount++; E oldValue=(E) elementData[index]; int numMoved=size-index-1; if(numMoved>0) System.arraycopy(elementData,index+1,elementData,index,numMoved); elementData[--size]=null; return oldValue; } 复制代码 可以看到,在ArrayList的每一次有效的元素删除操作后,都要进行数组的重组。并且删除的位置越靠前,数组重组时的开销越大。 复制代码 public E remove(int index){ return remove(entry(index)); } private Entry entry(int index){ if(index<0 || index>=size) throw new IndexOutBoundsException("Index:"+index+",size:"+size); Entry e= header; if(index<(size>>1)){//要删除的元素位于前半段 for(int i=0;i<=index;i++) e=e.next; }else{ for(int i=size;i>index;i--) e=e.previous; } return e; } 复制代码 在LinkedList的实现中,首先要通过循环找到要删除的元素。如果要删除的位置处于List的前半段,则从前往后找;若其位置处于后半段,则从后往前找。因此无论要删除较为靠前或者靠后的元素都是非常高效的;但要移除List中间的元素却几乎要遍历完半个List,在List拥有大量元素的情况下,效率很低。 容量参数 容量参数是ArrayList和Vector等基于数组的List的特有性能参数。它表示初始化的数组大小。当ArrayList所存储的元素数量超过其已有大小时。它便会进行扩容,数组的扩容会导致整个数组进行一次内存复制。因此合理的数组大小有助于减少数组扩容的次数,从而提高系统性能。 复制代码 public ArrayList(){ this(10); } public ArrayList (int initialCapacity){ super(); if(initialCapacity<0) throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity:"+initialCapacity) this.elementData=new Object[initialCapacity]; } 复制代码 ArrayList提供了一个可以制定初始数组大小的构造函数: public ArrayList(int initialCapacity) 现以构造一个拥有100万元素的List为例,当使用默认初始化大小时,其消耗的相对时间为125ms左右,当直接制定数组大小为100万时,构造相同的ArrayList仅相对耗时16ms。 遍历列表 遍历列表操作是最常用的列表操作之一,在JDK1.5之后,至少有3中常用的列表遍历方式: forEach操作 迭代器 for循环。 复制代码 String tmp; long start=System.currentTimeMills(); //ForEach for(String s:list){ tmp=s; } System.out.println("foreach spend:"+(System.currentTimeMills()-start)); start = System.currentTimeMills(); for(Iterator it=list.iterator();it.hasNext();){ tmp=it.next(); } System.out.println("Iterator spend;"+(System.currentTimeMills()-start)); start=System.currentTimeMills(); int size=;list.size(); for(int i=0;i