Java数据结构之LinkedList、ArrayList的效率分析

时间：2022-12-22 10:17:59

前言：

     在我们平常开发中难免会用到List集合来存储数据，一般都会选择ArrayList和LinkedList，以前只是大致知道ArrayList查询效率高LinkedList插入删除效率高，今天来实测一下。

先了解一下List     

  List列表类，顺序存储任何对象（顺序不变），可重复。

  List是继承于Collection的接口，不能实例化。实例化可以用:

  • ArrayList(实现动态数组)，查询快（随意访问或顺序访问），增删慢。整体清空快，线程不同步(非线程安全)。数组长度是可变的百分之五十延长
  • LinkedList（实现链表），查询慢，增删快。
  • Vector（实现动态数组），都慢，被ArrayList替代。长度任意延长。线程安全（同步的类，函数都是synchronized）
  • Stack（实现堆栈）继承于Vector，先进后出。

    List基本操作

  • 插入：add()
  • 查找：get()
  • 删除：remove(int index)
  • 修改：set()
  • 清空表：clear()
  • 遍历：用Iterator迭代器遍历每个元素

ArrayList、LinkedList性能对比

为了很好的对比效率，直接写个测试程序看下运行结果

模拟5w条数据指定插入第一位，然后查询全部，循环删除第一位，下面是测试ArrayList函数

private void testArrayList(){
        ArrayList<String> list=new ArrayList<>();
int maxTestCount=50000;

//测试添加
long start =System.currentTimeMillis();

for(int i =0;i<maxTestCount;i++){
            list.add(0,String.valueOf(i));
        }

long end =System.currentTimeMillis();

        Log.e(TAG,"ArrayList add cost time :"+(end-start));

//测试查询
        start =System.currentTimeMillis();

for(int i =0;i<maxTestCount;i++){
            list.get(i);
        }

        end =System.currentTimeMillis();

        Log.e(TAG,"ArrayList get cost time :"+(end-start));

//测试查询
        start =System.currentTimeMillis();

for(int i =maxTestCount;i>0;i--){
            list.remove(0);
        }

        end =System.currentTimeMillis();

        Log.e(TAG,"ArrayList remove cost time :"+(end-start));

    }

测试LinkedList函数

private void testLinkedList(){
        LinkedList<String> list=new LinkedList<>();
int maxTestCount=50000;

//测试添加
long start =System.currentTimeMillis();

for(int i =0;i<maxTestCount;i++){
            list.add(0,String.valueOf(i));
        }

long end =System.currentTimeMillis();

        Log.e(TAG,"LinkedList add cost time :"+(end-start));

//测试查询
        start =System.currentTimeMillis();

for(int i =0;i<maxTestCount;i++){
            list.get(i);
        }

        end =System.currentTimeMillis();

        Log.e(TAG,"LinkedList get cost time :"+(end-start));


//测试查询
        start =System.currentTimeMillis();

for(int i =maxTestCount;i>0;i--){
            list.remove(0);
        }

        end =System.currentTimeMillis();

        Log.e(TAG,"LinkedList remove cost time :"+(end-start));

    }

先后调用两个函数，看下运行结果

Java数据结构之LinkedList、ArrayList的效率分析

通过上面的运行结果可以大致得出以下结论：

  • ArrayList插入、删除效率明显低于LinkedList
  • ArrayList查询效率远远高于LinkedList

通过上面的结构是不是就可以认为插入删除频繁选择LinkedList，追求查询效率就选择ArrayList呢，我们先来分析一下效率差别的原因，这个就跟数据结构有关系了，可以参考一些数据结构中链表的知识，arraylist 顺序表，用数组的方式实现。想想数组要查询那个元素只给出其下标即可，所以才说arraylist随机访问多的场景比较合适。但是如果删除某个元素比如第 i 个元素，则要将 i 之后的元素都向前移一位以保证顺序表的正确，增加也是一样，要移动多个元素。要多次删除增加的话是很低效的。而LinkedList是双向链表，注意是链表。要查询只能头结点开始逐步查询，没有什么给出下标即可直接查询的便利，需要遍历。但是，如果要增加后删除一个元素的话，只需要改变其前后元素的指向即可，不需要像arraylist那样整体移动，所以才说多用于增删多的场合。

很感谢博友的建议与帮助，由于LinkedList查询只能从头结点开始逐步查询的，可以使用 iterator 的方式，就不用每次都从头结点开始访问，因为它会缓存当前结点的前后结点。实测查询效率与ArrayList没有太大差别

LinkedList<String> list = new LinkedList<>();
Iterator<String> it = list.iterator();
while(it.hasNext()){
      String s = it.next();
    }

List其他知识扩展

Vector 是矢量队列，和ArrayList一样，它也是一个动态数组，由数组实现。但是ArrayList是非线程安全的，而Vector是线程安全的。
Stack 是栈，它继承于Vector。它的特性是：先进后出(FILO, First In Last Out)。

总结：

   通过运行结果和查阅资料基本上验证了ArrayList和LinkedList效率问题，有助于在以后的开发中根据实际场景选择合适的技术方案。

 

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