Java ArrayList 、LinkedList 集合

前言：

ArrayList、 LinkedList 是用于存储对象引用列表的两个Java Collection Framework类。ArrayList、 LinkedList 都实现了 List 接口。

List Interface

List只是元素的有序集合（也称为序列）。它添加了面向位置的操作，可用于快速访问，添加和删除列表中特定索引位置的元素。List接口具有Collection和Iterable作为超级接口。它可以允许存储重复项和空值。它提供对其元素的索引访问。


import java.util.*;
public class MyClass {
  // Unsynchronized or Not thread safe
  List<Object> arrayList = new ArrayList<>(); // declares an array list
  List<Object> linkedList = new LinkedList(); // declares a linked list   
    // ensures thread safety 
  List<Object> tsArrayList = Collections.synchronizedList(new LinkedList<>());
  List<Object> tsLinkedList = Collections.synchronizedList(new LinkedList<>());   
}

Vector类似于 ArrayList 它们提供自动同步，这使它们的线程安全，但会导致一些性能开销。

Linked List

LinkedList 数据结构包含一组有序的数据元素（如知道节点），使得每个元素包含到其后继（链接或参考下一个元素）。序列的最后一个元素（或尾部）指向null元素。链表本身包含对列表第一个元素的引用，称为head元素。 Java中的LinkedList是List接口的双链表实现。在双向链表中，每个节点都指向其上一个节点和下一个节点。它实现的其他接口是 Serializable，Cloneable和 Deque （super-interface为Queue））。

ArrayList

ArrayList是List接口的可调整大小的数组实现。它在内部实现为对象数组，可以根据需要增加大小以支持集合中更多数量的元素。可以ArrayList 通过构造函数指定an的初始容量， ArrayList(int initialCapacity) 然后void ensureCapacity(int minCapacity)在必要时使用它来增加容量，以确保它至少可以保存最小容量参数指定的元素数。

它还包括一种基于元素减小大小的方法。 void trimToSize()


// calling constructure ArrayList<type>(initialCapacity)
List arr = new ArrayList<Integer>(10);

默认情况下， ArrayList 创建初始容量列表10，而 LinkedList 只构造没有任何初始容量的空列表。 LinkedList 没有实现RandomAccess接口，而是 ArrayList 实现 RandomAccess 接口（而不是Deque接口）

特性	数组列表	链表
添加（或删除）元素	这涉及将所有现有元素移回（或转发）一个地方，需要复制通过调用System.arraycopy（）完成的项目。- 最佳案例时间复杂度为O（1）。平均情况时间复杂度O（n）因为System.arraycopy（）是线性时间。	这涉及为元素分配（或解除分配）内部记录，然后重新调整几个链接并具有固定成本。 - 时间复杂度为O（1）。在列表中间添加（或删除）元素将具有O（n）的时间复杂度，因为它将涉及遍历列表。
附加元素	通常，这涉及将内部数组位置设置为元素引用，时间复杂度为O（1）。但偶尔对于溢出的情况，它会导致数组被重新分配并且再次具有固定的平均成本，涉及触发调用到 System.arrayCopy（），最坏情况时间复杂度为O（n）。	这只涉及分配内部对象，并且成本是统一的。
内存空间开销	它有一个内存空间开销，因为必须预先分配对象列表，这意味着列表末尾的空元素。	它有一个内存空间开销，用于存储列表中每个元素的前一个和下一个元素的引用。
随机访问其元素	随机访问具有固定的时间 - 复杂度为O（1）。	进行随机访问的时间与列表的大小成比例（除非这是成本固定的第一个或最后一个元素） - 平均情况时间复杂度为O（n）。
空值	是的，它可以存储	是的，它可以存储
重复	是的，它可以存储	是的，它可以存储

提示

以下用于遍历LinkedList的代码示例。下面的代码会非常慢LinkedList 不支持随机访问，每次迭代遍历时都会产生巨大的开销:


LinkedList ll = new LinkedList();
…
…
Object o = null;   
for (int i = 0; i < list.size(); i++)
{       
  o = list.get(i);
  …
}

提高性能的更好方法是使用以下代码:


LinkedList ll = new LinkedList(); 
… 
…   
Object o = null;    
ListIterator li = list.listIterator(0);   
while (li.hasNext()){
  o = ll.next();
  …    
}

总结：

ArrayList 更快更好，因为它支持对其元素的随机访问。遍历链接列表或在中间插入项目非常昂贵，因为您必须迭代每个项目并且很可能有缓存未命中。如果需要在单次迭代中对列表的多个项执行处理，则迭代的开销可能LinkedList 比ArrayList 涉及多次复制数组元素的开销小。