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何时在 Java 中使用 LinkedList 而不是 ArrayList?

技术问答 技术问答 564 人阅读 | 0 人回复 | 2023-09-11

我一直是一个简单的人:9 h% \) O  Y( C
    List names = new ArrayList();* u+ N! n2 b2 D  V# r
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。; ?  E6 j6 P& h# y, a
什么时候么时候?LinkedList用完,ArrayList反之亦然?& r& M( Y' q7 X  j  {1 \6 R
                                                               
& h; m" Y% [2 L% N5 s    解决方案:                                                               
5 Y+ u2 x, e& L# |* ^                                                                在更多ArrayList的用例中,总结比.如果你不确定 - 只需从.ArrayDeque``LinkedList``ArrayList
. w1 r8 x7 E2 o4 ?6 ATLDR,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。5 n" p. |! D4 O5 X
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。
& [6 T3 p' {: R2 {3 _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。, q6 d- s+ Z, ?+ i" |
为了 LinkedList
( `# v+ I1 [" z9 Z) yget(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) j9 s9 U3 d: U) S# F2 O
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
# N# q7 o# u4 S3 B3 x5 w- qremove(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
' b, \7 H. z3 B+ Y: O% SIterator.remove()是O(1)。主要好处之一    LinkedList
6 A1 X; q& [/ U6 y, [' T6 g3 CListIterator.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)
: R( ]8 S  g" E! b) g* j: p* Y. E为了 ArrayList
# w1 M1 L9 h, }9 @+ z; D9 f  oget(int index)是O(1)。主要好处    ArrayList0 {$ k( @9 j) N5 G* t
add(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1 K2 }# r3 W- ]7 M1 Y
add(int index,E element)是O(n)(平均有n/2步)6 [1 u7 o+ e' U* O
remove(int index)是O(n)(平均有n/2步), ~4 m& ~0 E9 ?4 B$ T0 G
Iterator.remove()是O(n)(平均有n/2步)
) H& o1 k% T; l2 t& ?4 K- o1 KListIterator.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
5 F2 j8 {0 I- @& H: n2 wLinkedList`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。/ I3 ]. a% J! c+ _! R' W2 B* f
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。
$ N# j* z3 e- ^7 ^4 lLinkedList`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.
( m. s7 }' [5 l2 ?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。/ f1 u# N5 ?6 X" c. R7 ?+ K9 ]% 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。
/ T' B3 k9 L8 S# F) h* {+ [. p' O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。
2 j$ f* |' m5 w& W. ^ArrayList 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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