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何时在 Java 中使用 LinkedList 而不是 ArrayList?

技术问答 技术问答 127 人阅读 | 0 人回复 | 2023-09-11

我一直是一个简单的人:  i# }  r( `3 Z- @4 M, L1 h
    List names = new ArrayList();
    1 x& r4 c0 q9 k  d4 W6 t5 W
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。4 R7 P7 ?: F, A3 e! x
什么时候么时候?LinkedList用完,ArrayList反之亦然?8 t: O; C7 N2 q2 b
                                                                . n# F, S2 _; Z: s
    解决方案:                                                               
$ a+ Y  S5 S$ {$ `) Q8 e                                                                在更多ArrayList的用例中,总结比.如果你不确定 - 只需从.ArrayDeque``LinkedList``ArrayList8 ]8 M" `, ~! T7 n; ~# h
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。
/ y4 T; e/ H% Q: ]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。
% |! Q# @: [0 }: Y* `. H* Z$ z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。' |: Z0 b  M% \
为了 LinkedList
! g8 ]5 E$ v5 L) U! L& 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
6 M' ]+ Q1 F8 j3 l( nadd(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
2 d! j8 K: L8 X6 c0 L/ M( N' t* Iremove(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
* Y% \8 b$ C; c' zIterator.remove()是O(1)。主要好处之一    LinkedList
; p% m% C" j1 b3 {9 T# I( a3 d# PListIterator.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)
0 M4 O+ h1 n2 q7 c为了 ArrayList
# U6 |7 J& ?- P: [) ^# _get(int index)是O(1)。主要好处    ArrayList
& w3 h& P$ p& v( \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# ?5 u; E7 f+ O
add(int index,E element)是O(n)(平均有n/2步)
7 b( Q% G. E: l# |# K! [7 q2 `2 iremove(int index)是O(n)(平均有n/2步)5 A" R$ R5 e! ^0 y" c# S5 M
Iterator.remove()是O(n)(平均有n/2步)5 b5 I( W/ P( P' W0 L
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' N- i  g0 Z0 D; T( W0 H% ?8 M
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。( U6 Q1 l  ~  [* y8 c, |
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。
) C& A" t; i$ w, N! G3 @& hLinkedList`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.; Z9 z2 {) V2 a$ T) u
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。  o! d/ B9 A% c' V9 I) N* w
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。
# |' K8 X) p! B5 t! @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。7 S. Q2 i/ `. A
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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