java集合框架05——ArrayList和LinkedList的區別
前面已經學習完了List部分的原始碼，主要是ArrayList和LinkedList兩部分內容，這一節主要總結下List部分的內容。
List概括
先來回顧一下List在Collection中的的框架圖：
從圖中我們可以看出：
1. List是一個介面，它繼承與Collection介面，代表有序的佇列。
2. AbstractList是一個抽象類，它繼承與AbstractCollection。AbstractList實現了List介面中除了size()、get(int location)之外的方法。
3. AbstractSequentialList是一個抽象類，它繼承與AbstrctList。AbstractSequentialList實現了“連結串列中，根據index索引值操作連結串列的全部方法”。
4. ArrayList、LinkedList、Vector和Stack是List的四個實現類，其中Vector是基於JDK1.0，雖然實現了同步，但是效率低，已經不用了，Stack繼承與Vector，所以不再贅述。
5. LinkedList是個雙向連結串列，它同樣可以被當作棧、佇列或雙端佇列來使用。
ArrayList和LinkedList區別
我們知道，通常情況下，ArrayList和LinkedList的區別有以下幾點：
1. ArrayList是實現了基於動態陣列的資料結構，而LinkedList是基於連結串列的資料結構；
2. 對於隨機訪問get和set，ArrayList要優於LinkedList
3. 對於新增和刪除操作add和remove，一般大家都會說LinkedList要比ArrayList快，因為ArrayList要移動資料。但是實際情況並非這樣，對於新增或刪除，LinkedList和ArrayList並不能明確說明誰快誰慢，下面會詳細分析。
我們結合之前分析的原始碼，來看看為什麼是這樣的：
ArrayList中的隨機訪問、新增和刪除部分原始碼如下：
LinkedList中的隨機訪問、新增和刪除部分原始碼如下：//獲取index位置的元素值 public E get(int index) { rangeCheck(index); //首先判斷index的範圍是否合法 return elementData(index); } //將index位置的值設為element，並返回原來的值 public E set(int index, E element) { rangeCheck(index); E oldValue = elementData(index); elementData[index] = element; return oldValue; } //將element新增到ArrayList的指定位置 public void add(int index, E element) { rangeCheckForAdd(index); ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!! //將index以及index之後的資料複製到index+1的位置往後，即從index開始向後挪了一位 System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1, size - index); elementData[index] = element; //然後在index處插入element size++; } //刪除ArrayList指定位置的元素 public E remove(int index) { rangeCheck(index); modCount++; E oldValue = elementData(index); int numMoved = size - index - 1; if (numMoved > 0) //向左挪一位，index位置原來的資料已經被覆蓋了 System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index, numMoved); //多出來的最後一位刪掉 elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work return oldValue; }
//獲得第index個節點的值
public E get(int index) {
checkElementIndex(index);
return node(index).item;
}
//設定第index元素的值
public E set(int index, E element) {
checkElementIndex(index);
Node<E> x = node(index);
E oldVal = x.item;
x.item = element;
return oldVal;
}
//在index個節點之前新增新的節點
public void add(int index, E element) {
checkPositionIndex(index);
if (index == size)
linkLast(element);
else
linkBefore(element, node(index));
}
//刪除第index個節點
public E remove(int index) {
checkElementIndex(index);
return unlink(node(index));
}
//定位index處的節點
Node<E> node(int index) {
// assert isElementIndex(index);
//index<size/2時，從頭開始找
if (index < (size >> 1)) {
Node<E> x = first;
for (int i = 0; i < index; i++)
x = x.next;
return x;
} else { //index>=size/2時，從尾開始找
Node<E> x = last;
for (int i = size - 1; i > index; i--)
x = x.prev;
return x;
}
}
ArrayList想要在指定位置插入或刪除元素時，主要耗時的是System.arraycopy動作，會移動index後面所有的元素；LinkedList主耗時的是要先通過for迴圈找到index，然後直接插入或刪除。這就導致了兩者並非一定誰快誰慢，下面通過一個測試程式來測試一下兩者插入的速度：
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
/*
* @description 測試ArrayList和LinkedList插入的效率
* @eson_15
*/
public class ArrayOrLinked {
static List<Integer> array=new ArrayList<Integer>();
static List<Integer> linked=new LinkedList<Integer>();
public static void main(String[] args) {
//首先分別給兩者插入10000條資料
for(int i=0;i<10000;i++){
array.add(i);
linked.add(i);
}
//獲得兩者隨機訪問的時間
System.out.println("array time:"+getTime(array));
System.out.println("linked time:"+getTime(linked));
//獲得兩者插入資料的時間
System.out.println("array insert time:"+insertTime(array));
System.out.println("linked insert time:"+insertTime(linked));
}
public static long getTime(List<Integer> list){
long time=System.currentTimeMillis();
for(int i = 0; i < 10000; i++){
int index = Collections.binarySearch(list, list.get(i));
if(index != i){
System.out.println("ERROR!");
}
}
return System.currentTimeMillis()-time;
}
//插入資料
public static long insertTime(List<Integer> list){
/*
* 插入的資料量和插入的位置是決定兩者效能的主要方面，
* 我們可以通過修改這兩個資料，來測試兩者的效能
*/
long num = 10000; //表示要插入的資料量
int index = 1000; //表示從哪個位置插入
long time=System.currentTimeMillis();
for(int i = 1; i < num; i++){
list.add(index, i);
}
return System.currentTimeMillis()-time;
}
} 當資料量較小時，測試程式中，大約小於30的時候，兩者效率差不多，沒有顯著區別；當資料量較大時，大約在容量的1/10處開始，LinkedList的效率就開始沒有ArrayList效率高了，特別到一半以及後半的位置插入時，LinkedList效率明顯要低於ArrayList，而且資料量越大，越明顯。比如我測試了一種情況，在index=1000的位置(容量的1/10)插入10000條資料和在index=5000的位置以及在index=9000的位置插入10000條資料的執行時間如下：
在index=1000出插入結果：
array time:4
linked time:240
array insert time:20
linked insert time:18
在index=5000處插入結果：
array time:4
linked time:229
array insert time:13
linked insert time:90
在index=9000處插入結果：
array time:4
linked time:237
array insert time:7
linked insert time:92所以當插入的資料量很小時，兩者區別不太大，當插入的資料量大時，大約在容量的1/10之前，LinkedList會優於ArrayList，在其後就劣與ArrayList，且越靠近後面越差。所以個人覺得，一般首選用ArrayList，由於LinkedList可以實現棧、佇列以及雙端佇列等資料結構，所以當特定需要時候，使用LinkedList，當然咯，資料量小的時候，兩者差不多，視具體情況去選擇使用；當資料量大的時候，如果只需要在靠前的部分插入或刪除資料，那也可以選用LinkedList，反之選擇ArrayList反而效率更高。
關於ArrayList和LinkedList的比較，就討論這麼多吧，如果有錯誤之處，請留言指正~
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