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          大家都知道ArrayList和LinkedList的大致區別: 

               1.ArrayList是實現了基于動態數組的數據結構,LinkedList基于鏈表的數據結構。
               2.對于隨機訪問get和set,ArrayList覺得優于LinkedList,因為LinkedList要移動指針。
               3.對于新增和刪除操作add和remove,LinedList比較占優勢,因為ArrayList要移動數據。

          ArrayList和LinkedList是兩個集合 類,用于存儲一系列的對象引用(references)。例如我們可以用ArrayList來存儲一系列的String或者Integer。那么 ArrayList和LinkedList在性能上有什么差別呢?什么時候應該用ArrayList什么時候又該用LinkedList呢?


          一.時間復 雜度
          首先一點關鍵的是,ArrayList的內部實現是基于基礎的對象數組的,因此,它使用get方法訪問列表中的任意一個元素時 (random access),它的速度要比LinkedList快。LinkedList中的get方法是按照順序從列表的一端開始檢查,直到另外一端。對 LinkedList而言,訪問列表中的某個指定元素沒有更快的方法了。
          假設我們有一個很大的列表,它里面的元素已經排好序了,這個列表可能是ArrayList類型 的也可能是LinkedList類型的,現在我們對這個列表來進行二分查找(binary search),比較列表是ArrayList和LinkedList時的查詢速度,看下面的程序:

          Java代碼
          1. package com.mangocity.test;   
          2. import java.util.LinkedList;   
          3. import java.util.List;   
          4. import java.util.Random;   
          5. import java.util.ArrayList;   
          6. import java.util.Arrays;   
          7. import java.util.Collections;   
          8. public class TestList ...{   
          9.      public static final int N=50000;   
          10.   
          11.      public static List values;   
          12.   
          13.      static...{   
          14.          Integer vals[]=new Integer[N];   
          15.   
          16.          Random r=new Random();   
          17.   
          18.          for(int i=0,currval=0;i<N;i++)...{   
          19.              vals=new Integer(currval);   
          20.              currval+=r.nextInt(100)+1;   
          21.          }   
          22.   
          23.          values=Arrays.asList(vals);   
          24.      }   
          25.   
          26.      static long timeList(List lst)...{   
          27.          long start=System.currentTimeMillis();   
          28.          for(int i=0;i<N;i++)...{   
          29.              int index=Collections.binarySearch(lst, values.get(i));   
          30.              if(index!=i)   
          31.                  System.out.println("***錯誤***");   
          32.          }   
          33.          return System.currentTimeMillis()-start;   
          34.      }   
          35.      public static void main(String args[])...{   
          36.          System.out.println("ArrayList消耗時間:"+timeList(new ArrayList(values)));   
          37.          System.out.println("LinkedList消耗時間:"+timeList(new LinkedList(values)));   
          38.      }   
          39. }   

           
          我得到的輸出 是:ArrayList消耗時間:15
                           LinkedList消耗時間:2596
          這個結果不是固定的,但是基本上ArrayList的 時間要明顯小于LinkedList的時間。因此在這種情況下不宜用LinkedList。二分查找法使用的隨機訪問(random access)策略,而LinkedList是不支持快速的隨機訪問的。對一個LinkedList做隨機訪問所消耗的時間與這個list的大小是成比例 的。而相應的,在ArrayList中進行隨機訪問所消耗的時間是固定的。
          這是否表明ArrayList總是比LinkedList性能要好呢?這并不一定,在某些情況 下LinkedList的表現要優于ArrayList,有些算法在LinkedList中實現時效率更高。比方說,利用 Collections.reverse方法對列表進行反轉時,其性能就要好些。
          看這樣一個例子,加入我們有一個列表,要對其進行大量的插入和刪除操作,在這種情況下 LinkedList就是一個較好的選擇。請看如下一個極端的例子,我們重復的在一個列表的開端插入一個元素:

          Java代碼
          1. package com.mangocity.test;   
          2.   
          3. import java.util.*;   
          4. public class ListDemo {   
          5.      static final int N=50000;   
          6.      static long timeList(List list){   
          7.      long start=System.currentTimeMillis();   
          8.      Object o = new Object();   
          9.      for(int i=0;i<N;i++)   
          10.          list.add(0, o);   
          11.      return System.currentTimeMillis()-start;   
          12.      }   
          13.      public static void main(String[] args) {   
          14.          System.out.println("ArrayList耗時:"+timeList(new ArrayList()));   
          15.          System.out.println("LinkedList耗時:"+timeList(new LinkedList()));   
          16.      }   
          17. }   

           這時我的輸出結果是:ArrayList耗時:2463

           


                                     LinkedList耗時:15
          這和前面一個例子的結果截然相反,當一個元素被加到ArrayList的最開端時,所有已經存在的元素都會后 移,這就意味著數據移動和復制上的開銷。相反的,將一個元素加到LinkedList的最開端只是簡單的未這個元素分配一個記錄,然后調整兩個連接。在 LinkedList的開端增加一個元素的開銷是固定的,而在ArrayList的開端增加一個元素的開銷是與ArrayList的大小成比例的。


          二.空間復 雜度
          在LinkedList中有一個私有的內部類,定義如下:

          Java代碼
          1. private static class Entry {   
          2.          Object element;   
          3.          Entry next;   
          4.          Entry previous;   
          5.      }   

           
          每個Entry對象 reference列表中的一個元素,同時還有在LinkedList中它的上一個元素和下一個元素。一個有1000個元素的LinkedList對象將 有1000個鏈接在一起的Entry對象,每個對象都對應于列表中的一個元素。這樣的話,在一個LinkedList結構中將有一個很大的空間開銷,因為 它要存儲這1000個Entity對象的相關信息。
          ArrayList使用一個內置的數組來存儲元素,這個數組的起始容量是10.當數組需要增長時,新的容量按 如下公式獲得:新容量=(舊容量*3)/2+1,也就是說每一次容量大概會增長50%。這就意味著,如果你有一個包含大量元素的ArrayList對象, 那么最終將有很大的空間會被浪費掉,這個浪費是由ArrayList的工作方式本身造成的。如果沒有足夠的空間來存放新的元素,數組將不得不被重新進行分 配以便能夠增加新的元素。對數組進行重新分配,將會導致性能急劇下降。如果我們知道一個ArrayList將會有多少個元素,我們可以通過構造方法來指定 容量。我們還可以通過trimToSize方法在ArrayList分配完畢之后去掉浪費掉的空間。


          三.總結
          ArrayList和LinkedList在性能上各 有優缺點,都有各自所適用的地方,總的說來可以描述如下:
          1.對ArrayList和LinkedList而言,在列表末尾增加一個元素所花的開銷都是固定的。對 ArrayList而言,主要是在內部數組中增加一項,指向所添加的元素,偶爾可能會導致對數組重新進行分配;而對LinkedList而言,這個開銷是 統一的,分配一個內部Entry對象。


          2.在ArrayList的 中間插入或刪除一個元素意味著這個列表中剩余的元素都會被移動;而在LinkedList的中間插入或刪除一個元素的開銷是固定的。


          3.LinkedList不 支持高效的隨機元素訪問。


          4.ArrayList的空 間浪費主要體現在在list列表的結尾預留一定的容量空間,而LinkedList的空間花費則體現在它的每一個元素都需要消耗相當的空間


          可以這樣說:當操作是在一列 數據的后面添加數據而不是在前面或中間,并且需要隨機地訪問其中的元素時,使用ArrayList會提供比較好的性能;當你的操作是在一列數據的前面或中 間添加或刪除數據,并且按照順序訪問其中的元素時,就應該使用LinkedList了。

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          posted on 2011-08-25 16:37 Hukin 閱讀(261) 評論(0)  編輯  收藏

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