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何时在 Java 中使用 LinkedList 而不是 ArrayList?

技术问答 技术问答 563 人阅读 | 0 人回复 | 2023-09-11

我一直是一个简单的人:# {: @. S7 C( n4 e- Y4 j7 ^& y, K
    List names = new ArrayList();( K% m! v: X+ E! f# S
我使用 interface 作为portability所以当我提出这样的问题时,我可以重写我的代码。
5 ^7 o- r! |4 s2 j什么时候么时候?LinkedList用完,ArrayList反之亦然?
; a; q- B0 L# Z/ ~1 z& f                                                               
* x. |: K  C$ a6 b) w! r    解决方案:                                                               
3 `" w' G1 m/ m  o" R                                                                在更多ArrayList的用例中,总结比.如果你不确定 - 只需从.ArrayDeque``LinkedList``ArrayList6 e' J+ n* y3 O* q; {5 N
TLDR,在 ArrayList 在 中访问一个元素需要时间[O(1),需要 素需要 O(n) 时间[最坏情况]。LinkedList 需要 添加元素O(n) 时间,访问也需要  O(n) 时间,但 LinkedList 比 ArrayList 使用更多内存。* n4 a7 c/ ~) `9 u1 E+ O& ?
LinkedList并且ArrayList是 List 接口的两种不同实现。LinkedList用双向链表实现。ArrayList使用动态调整大小的数组来实现它。5 B" r; L, s% ]% h3 h% k' S
与标准链表和数组操作一样,各种方法在运行时会有不同的算法。& i+ z9 l7 r8 _+ u7 G5 o
为了 LinkedList
* O- A( B8 d) x; B: t9 a$ z1 Cget(int index)是O(n)(平均有n/4步),但O(1)    when index = 0or index = list.size() - 1(也可以在这种情况下使用getFirst()and getLast())。主要好处之一    LinkedList$ @% w8 O- ]+ i
add(int index,E element)是O(n)(平均有n/4步),但是O(1)    when index = 0or index = list.size() - 1(也可以在这种情况下使用addFirst()and addLast()/ add())。主要好处之一    LinkedList
, \9 D# A: k4 `  zremove(int index)是O(n)(平均有n/4步),但O(1)    when index = 0or index = list.size() - 1(也可以在这种情况下使用removeFirst()and removeLast())。的主要好处之一    LinkedList& m9 b; z* f$ Z' m- E9 O6 J
Iterator.remove()是O(1)。主要好处之一    LinkedList* D- d/ D$ S2 r; b5 ^+ [  X
ListIterator.add(E element)是O(1)。主要好处之一    LinkedList
注:平均需要很多操作:n/4步骤,在最佳情况下(如  index = 0)需要在最坏的情况下,恒定步数需要n/2步骤(列表中间)
8 C  g! A3 t$ `' B  Q$ a- u为了 ArrayList& a6 N" l2 |4 A; u0 l' S
get(int index)是O(1)。主要好处    ArrayList
* U: `* O. S0 [0 Uadd(E element)是O(1)摊销,但O(n)最坏的情况是必须调整数组的大小和复制3 R( g, o0 D# G0 `3 O- y
add(int index,E element)是O(n)(平均有n/2步)5 E+ X6 {7 N$ v' p" o
remove(int index)是O(n)(平均有n/2步)( A& y# V# w# D: W/ I) y" o4 J
Iterator.remove()是O(n)(平均有n/2步)0 n8 D6 w# q' Z. E1 f# E
ListIterator.add(E element)是O(n)(平均有n/2步)
注:平均需要很多操作:n/2步骤,最佳步数(列表末尾)恒定,最坏的情况(列表开头)需要n步- F% J- Q* X3 V
LinkedList`允许*使用迭代器*插入或删除恒定时间,但只能按顺序访问元素。换句话说,你可以向前或向后看列表,但在列表中找到位置所花费的时间与列表的大小成正比。Javadoc 说*索引到列表的操作将从头到尾遍历列表,以接近者为准*,所以这些方法平均是*O* *(n)*(*n/4*步骤),尽管对.`index = 0ArrayList,另一方面,允许快速随机阅读访问,因此您可以在恒定的时间内捕获任何元素。但是,添加或删除任何地方,但最终需要转移背后的所有元素,要么打开开口,要么填补空白。此外,如果添加的元素大于底层数组的容量,则将分配一个新数组(大小 1.5 倍),并将旧数组复制到新数组,因此添加到 an最坏的情况ArrayList是O(n)但平均情况保持不变。+ F7 Z4 i" I1 s: }$ _5 i2 l) H
因此,根据您计划执行的操作,您应该选择相应的实现。迭代任何 List 其实同样便宜。(迭代 anArrayList技术上更快,但除非你真的对性能敏感,否则你不应该担心这一点——它们都是常数。8 O* P, d3 K, ~, y# l3 e7 K3 G9 q, g
LinkedList`当您重用现有的迭代器插入和删除元素时,使用 a 的主要好处就出现了。然后可以通过仅在本地更改列表在*O(1)完成这些操作。*在数组列表中,需要在数组列表中*移动*(即复制)。另一方面,在最坏的情况下,根据*O(n)*`LinkedList`中的链接(*n/2*步骤)寻找方法,可以通过数学计算在所需位置*O(1)*中访问。`ArrayListLinkedList添加或删除列表头部时,使用 a 的另一个好处是,因为这些操作是O(1)    ,对,它们是O(n)ArrayList。请注意,这ArrayDeque可能是LinkedList添加和删除头部是一个很好的替代方法,但它不是List.% ^  c# `6 Q1 a$ O
另外,如果您有大型列表,请记住内存使用量也不同。a 的每一个元素LinkedList因为指向下一个和前一个元素的指针也存储在更多的费用中。ArrayLists没有这样的费用。ArrayLists无论元素是否实际添加,都会占用容量分配的内存。- x  I+ i0 `1 m/ o8 w" b
an 默认初始容量ArrayList非常小(Java 1.4 - 1.8 是 10)。然而,由于底层实现是一个数组,如果添加了大量元素,则必须调整数组的大小。当您知道添加大量元素时,请避免高成本的大小调整ArrayList构建初始容量较高。
6 u( Q+ F% ^& I7 U$ b2 B假从数据结构的角度理解这两种结构,LinkedList 基本上是包含头节点的顺序数据结构。Node 是两个组件的包装器:一个 T 类型值 [通过泛型接受] 和另一个链接Node 引用。因此,我们可以断言它是一个递归数据结构(一个节点包含另一个节点,另一个节点有另一个节点,等等......)。如上所述,在 LinkedList在 中添加元素需要线性时间。
& V0 h5 g/ l% wArrayList 是一个可生长的数组。它就像一个常规数组。在后台,添加元素并 ArrayList 满载时,创建另一个大于以前大小的数组。然后将元素从以前的数组复制到新的数组,并将要添加的元素放置在指定的索引中。
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