ArrayList vs. LinkedList vs. Vector
阿新 • • 發佈：2019-01-21
1. List概述
List,就如圖名字所示一樣,是元素的有序列表。當我們討論List時，將其與Set作對比是一個很好的辦法,Set集合中的元素是無序且唯一的。下圖是Collection的類繼承圖,從圖中你可以對本文所討論的知識有大致的瞭解.
圖1
2. ArrayList、LinkedList與Vector的對比從圖中可以看出,這三者都實現了List 介面.所有使用方式也很相似,主要區別在於因為實現方式的不同,所以對不同的操作具有不同的效率。
ArrayList 是一個可改變大小的陣列.當更多的元素加入到ArrayList中時,其大小將會動態地增長.內部的元素可以直接通過get與set方法進行訪問,因為ArrayList本質上就是一個數組.
LinkedList 是一個雙鏈表,在新增和刪除元素時具有比ArrayList更好的效能.但在get與set方面弱於ArrayList.
當然,這些對比都是指資料量很大或者操作很頻繁的情況下的對比,如果資料和運算量很小,那麼對比將失去意義.
Vector 和ArrayList類似,但屬於強同步類。如果你的程式本身是執行緒安全的(thread-safe,沒有在多個執行緒之間共享同一個集合/物件),那麼使用ArrayList是更好的選擇。
Vector和ArrayList在更多元素新增進來時會請求更大的空間。Vector每次請求其大小的雙倍空間，而ArrayList每次對size增長50%.
而 LinkedList 還實現了 Queue 介面,該介面比List提供了更多的方法,包括 offer(),peek(),poll()等.
注意: 預設情況下ArrayList的初始容量非常小,所以如果可以預估資料量的話,分配一個較大的初始值屬於最佳實踐,這樣可以減少調整大小的開銷。
3. ArrayList示例
- publicstaticvoid testArrayList() {
- ArrayList<Integer> al = new ArrayList<Integer>();
- al.add(3);
-
al.add(2);
- al.add(1);
- al.add(4);
- al.add(5);
- al.add(6);
- al.add(6);
- Iterator<Integer> iter1 = al.iterator();
- while(iter1.hasNext()){
- System.out.println(iter1.next());
- }
- }
- publicstaticvoid testLinkedList() {
- LinkedList<Integer> ll = new LinkedList<Integer>();
- ll.add(3);
- ll.add(2);
- ll.add(1);
- ll.add(4);
- ll.add(5);
- ll.add(6);
- ll.add(6);
- Iterator<Integer> iter2 = ll.iterator();
- while(iter2.hasNext()){
- System.out.println(iter2.next());
- }
- }
5. Vector
Vector和ArrayList幾乎是完全相同的,唯一的區別在於Vector是同步類(synchronized).因此,開銷就比ArrayList要大.正常情況下,大多數的Java程式設計師使用ArrayList而不是Vector,因為同步完全可以由程式設計師自己來控制。
6. ArrayList與LinkedList效能對比
時間複雜度對比如下:
| ArrayList | LinkedList | |
|---|---|---|
| get() | O(1) | O(n) |
| add() | O(1) | O(1) amortized |
| remove() | O(n) | O(n) |
* 表中的 add() 代表 add(E e),而 remove()代表 remove(int index)'
- ArrayList 對於隨機位置的add/remove，時間複雜度為 O(n),但是對於列表末尾的新增/刪除操作,時間複雜度是 O(1).
- LinkedList對於隨機位置的add/remove，時間複雜度為 O(n),但是對於列表 末尾/開頭 的新增/刪除操作,時間複雜度是 O(1).
我使用下面的程式碼來測試他們的效能:
- publicstaticvoid testPerformance() {
- ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<Integer>();
- LinkedList<Integer> linkedList = new LinkedList<Integer>();
- int
- times = 10 * 1000;
- // times = 100 * 1000;
- // times = 1000 * 1000;
- System.out.println("Test times = " + times);
- System.out.println("-------------------------");
- // ArrayList add
- long startTime = System.nanoTime();
- for (int i = 0; i < times; i++) {
- arrayList.add(i);
- }
- long endTime = System.nanoTime();
- long duration = endTime - startTime;
- System.out.println(duration + " <--ArrayList add");
- // LinkedList add
- startTime = System.nanoTime();
- for (int i = 0; i < times; i++) {
- linkedList.add(i);
- }
- endTime = System.nanoTime();
- duration = endTime - startTime;
- System.out.println(duration + " <--LinkedList add");
- System.out.println("-------------------------");
- // ArrayList get
- startTime = System.nanoTime();
- for (int i = 0; i < times; i++) {
- arrayList.get(i);
- }
- endTime = System.nanoTime();
- duration = endTime - startTime;
- System.out.println(duration + " <--ArrayList get");
- // LinkedList get
- startTime = System.nanoTime();
- for (int i = 0; i < times; i++) {
- linkedList.get(i);
- }
- endTime = System.nanoTime();
- duration = endTime - startTime;
- System.out.println(duration + " <--LinkedList get");
- System.out.println("-------------------------");
- // ArrayList remove
- startTime = System.nanoTime();
- for (int i = times - 1; i >= 0; i--) {
- arrayList.remove(i);
- }
- endTime = System.nanoTime();
- duration = endTime - startTime;
- System.out.println(duration + " <--ArrayList remove");
- // LinkedList remove
- startTime = System.nanoTime();
- for (int i = times - 1; i >= 0; i--) {
- linkedList.remove(i);
- }
- endTime = System.nanoTime();
- duration = endTime - startTime;
- System.out.println(duration + " <--LinkedList remove");
- }
- Test times = 10000
- -------------------------
- 1469985 <--ArrayList add
- 3530491 <--LinkedList add
- -------------------------
- 593678 <--ArrayList get
- 86914251 <--LinkedList get
- -------------------------
- 625651 <--ArrayList remove
- 2164320 <--LinkedList remove