一般大家都知道ArrayList和LinkedList的大致區(qū)別:
1.ArrayList是實(shí)現(xiàn)了基于動(dòng)態(tài)數(shù)組的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),LinkedList基于鏈表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
2.對(duì)于隨機(jī)訪問get和set,ArrayList覺得優(yōu)于LinkedList,因?yàn)長(zhǎng)inkedList要移動(dòng)指針。
3.對(duì)于新增和刪除操作add和remove,LinedList比較占優(yōu)勢(shì),因?yàn)锳rrayList要移動(dòng)數(shù)據(jù)。
ArrayList和LinkedList 是兩個(gè)集合 類,用于存儲(chǔ)一系列的對(duì)象引用(references)。例如我們可以用ArrayList來存儲(chǔ)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(shí)候應(yīng)該用ArrayList什么時(shí)候又該用LinkedList呢?
一.時(shí)間復(fù) 雜度
首先一點(diǎn)關(guān)鍵的是,ArrayList的內(nèi) 部實(shí)現(xiàn)是基于基礎(chǔ)的對(duì)象數(shù)組的,因此,它使用get方法訪問列表中的任意一個(gè)元素時(shí) (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(duì) LinkedList而言,訪問列表中的某個(gè)指定元素沒有更快的方法了。
假設(shè)我們有一個(gè)很大的列表,它里面的元素已 經(jīng)排好序了,這個(gè)列表可能是ArrayList類型 的也可能是LinkedList類型的,現(xiàn)在我們對(duì)這個(gè)列表來進(jìn)行二分查找(binary search),比較列表是ArrayList和LinkedList時(shí)的查詢速度,看下面的程序:
- package com.mangocity.test;
- import java.util.LinkedList;
- import java.util.List;
- import java.util.Random;
- import java.util.ArrayList;
- import java.util.Arrays;
- import java.util.Collections;
- public class TestList ...{
- public static final int N=50000;
- public static List values;
- static...{
- Integer vals[]=new Integer[N];
- Random r=new Random();
- for(int i=0,currval=0;i<N;i++)...{
- vals=new Integer(currval);
- currval+=r.nextInt(100)+1;
- }
- values=Arrays.asList(vals);
- }
- static long timeList(List lst)...{
- long start=System.currentTimeMillis();
- for(int i=0;i<N;i++)...{
- int index=Collections.binarySearch(lst, values.get(i));
- if(index!=i)
- System.out.println("***錯(cuò)誤***");
- }
- return System.currentTimeMillis()-start;
- }
- public static void main(String args[])...{
- System.out.println("ArrayList消耗時(shí)間:"+timeList(new ArrayList(values)));
- System.out.println("LinkedList消耗時(shí)間:"+timeList(new LinkedList(values)));
- }
- }
我得到的輸出 是:ArrayList消耗時(shí)間:15
LinkedList消耗時(shí)間:2596
這個(gè)結(jié)果不是固定的,但是基本上 ArrayList的 時(shí)間要明顯小于LinkedList的時(shí)間。因此在這種情況下不宜用LinkedList。二分查找法使用的隨機(jī)訪問(random access)策略,而LinkedList是不支持快速的隨機(jī)訪問的。對(duì)一個(gè)LinkedList做隨機(jī)訪問所消耗的時(shí)間與這個(gè)list的大小是成比例 的。而相應(yīng)的,在ArrayList中進(jìn)行隨機(jī)訪問所消耗的時(shí)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(xiàn)要優(yōu)于ArrayList,有些算法在LinkedList中實(shí)現(xiàn)時(shí)效率更高。比方說,利用 Collections.reverse方法對(duì)列表進(jìn)行反轉(zhuǎn)時(shí),其性能就要好些。
看這樣一個(gè)例子,加入我們有一個(gè)列表,要對(duì)其進(jìn)行大量的插入和刪除操作,在這種情況下 LinkedList就是一個(gè)較好的選擇。請(qǐng)看如下一個(gè)極端的例子,我們重復(fù)的在一個(gè)列表的開端插入一個(gè)元素:
- package com.mangocity.test;
- import java.util.*;
- public class ListDemo {
- static final int N=50000;
- static long timeList(List list){
- long start=System.currentTimeMillis();
- Object o = new Object();
- for(int i=0;i<N;i++)
- list.add(0, o);
- return System.currentTimeMillis()-start;
- }
- public static void main(String[] args) {
- System.out.println("ArrayList耗時(shí):"+timeList(new ArrayList()));
- System.out.println("LinkedList耗時(shí):"+timeList(new LinkedList()));
- }
- }
這時(shí)我的輸出結(jié)果是:ArrayList耗時(shí):2463
LinkedList耗時(shí):15
這和前面一個(gè)例子的結(jié)果截然相反,當(dāng)一個(gè)元 素被加到ArrayList的最開端時(shí),所有已經(jīng)存在的元素都會(huì)后 移,這就意味著數(shù)據(jù)移動(dòng)和復(fù)制上的開銷。相反的,將一個(gè)元素加到LinkedList的最開端只是簡(jiǎn)單的未這個(gè)元素分配一個(gè)記錄,然后調(diào)整兩個(gè)連接。在 LinkedList的開端增加一個(gè)元素的開銷是固定的,而在ArrayList的開端增加一個(gè)元素的開銷是與ArrayList的大小成比例的。
二.空間復(fù) 雜度
在LinkedList中有一個(gè)私有的內(nèi)部類,定義如下:
- private static class Entry {
- Object element;
- Entry next;
- Entry previous;
- }
每個(gè)Entry對(duì)象 reference列表中的一個(gè)元素,同時(shí)還有在LinkedList中它的上一個(gè)元素和下一個(gè)元素。一個(gè)有1000個(gè)元素的LinkedList對(duì)象將 有1000個(gè)鏈接在一起的Entry對(duì)象,每個(gè)對(duì)象都對(duì)應(yīng)于列表中的一個(gè)元素。這樣的話,在一個(gè)LinkedList結(jié)構(gòu)中將有一個(gè)很大的空間開銷,因?yàn)? 它要存儲(chǔ)這1000個(gè)Entity對(duì)象的相關(guān)信息。
ArrayList使用一個(gè)內(nèi)置的數(shù)組來存 儲(chǔ)元素,這個(gè)數(shù)組的起始容量是10.當(dāng)數(shù)組需要增長(zhǎng)時(shí),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(huì)增長(zhǎng)50%。這就意味著,如果你有一個(gè)包含大量元素的ArrayList對(duì)象, 那么最終將有很大的空間會(huì)被浪費(fèi)掉,這個(gè)浪費(fèi)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(shù)組將不得不被重新進(jìn)行分 配以便能夠增加新的元素。對(duì)數(shù)組進(jìn)行重新分配,將會(huì)導(dǎo)致性能急劇下降。如果我們知道一個(gè)ArrayList將會(huì)有多少個(gè)元素,我們可以通過構(gòu)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(fèi)掉的空間。
三.總結(jié)
ArrayList和LinkedList在性能上各 有優(yōu)缺點(diǎn),都有各自所適用的地方,總的說來可以描述如下:
1.對(duì)ArrayList和 LinkedList而言,在列表末尾增加一個(gè)元素所花的開銷都是固定的。對(duì) ArrayList而言,主要是在內(nèi)部數(shù)組中增加一項(xiàng),指向所添加的元素,偶爾可能會(huì)導(dǎo)致對(duì)數(shù)組重新進(jìn)行分配;而對(duì)LinkedList而言,這個(gè)開銷是 統(tǒng)一的,分配一個(gè)內(nèi)部Entry對(duì)象。
2.在ArrayList的 中間插入或刪除一個(gè)元素意味著這個(gè)列表中剩余的元素都會(huì)被移動(dòng);而在LinkedList的中間插入或刪除一個(gè)元素的開銷是固定的。
3.LinkedList不 支持高效的隨機(jī)元素訪問。
4.ArrayList的空 間浪費(fèi)主要體現(xiàn)在在list列表的結(jié)尾預(yù)留一定的容量空間,而LinkedList的空間花費(fèi)則體現(xiàn)在它的每一個(gè)元素都需要消耗相當(dāng)?shù)目臻g
可以這樣說:當(dāng)操作是在一列 數(shù)據(jù)的后面添加數(shù)據(jù)而不是在前面或中間,并且需要隨機(jī)地訪問其中的元素時(shí),使用ArrayList會(huì)提供比較好的性能;當(dāng)你的操作是在一列數(shù)據(jù)的前面或中 間添加或刪除數(shù)據(jù),并且按照順序訪問其中的元素時(shí),就應(yīng)該使用LinkedList了。