Java中ArrayList和LinkedList區別
一般大家都知道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
- 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("***錯誤***");
- }
- return System.currentTimeMillis()-start;
- }
- public static void main(String args[])...{
- System.out.println("ArrayList消耗時間："+timeList(new ArrayList(values)));
- System.out.println("LinkedList消耗時間："+timeList(new LinkedList(values)));
- }
- }
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
- 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："+timeList(new ArrayList()));
- System.out.println("LinkedList耗時："+timeList(new LinkedList()));
- }
- }
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
- private static class Entry {
- Object element;
- Entry next;
- Entry previous;
- }
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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