何时在 Java 中使用 LinkedList 而不是 ArrayList?
技术问答
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2023-09-11
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我一直是一个简单的人:! ?- R3 H) f6 S0 P6 K! G7 ~
List names = new ArrayList();
0 r* g7 o0 `. S* @( [: {, f/ p9 H 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。
* u) y. r V7 U: y- Z什么时候么时候?LinkedList用完,ArrayList反之亦然?
4 P% a) }: a" Q \4 s k
7 l& S1 ]& }5 n$ g, ~ 解决方案:
2 ~2 I- q( ~. [9 H2 A6 { h2 q( }' F 在更多ArrayList的用例中,总结比.如果你不确定 - 只需从.ArrayDeque``LinkedList``ArrayList1 B4 \5 z5 r v$ e7 j7 o
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。- a1 l- a" ^8 G$ K- R4 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。+ @/ B6 k; \% b0 x# A. w
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。# O+ K0 e4 N" G7 H! C. r$ m% ]
为了 LinkedList
) j+ D' C- ]9 G$ [6 dget(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
, Q& b" R2 ^! E) e/ \: hadd(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
8 g) Q( F" X' o) Y6 tremove(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) _8 o9 l5 ^) c! J: d: h( |
Iterator.remove()是O(1)。主要好处之一 LinkedList
$ Y) N8 n5 y* R% kListIterator.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)
2 A, _8 q" s3 h. A0 t为了 ArrayList
. E" R! d6 b Sget(int index)是O(1)。主要好处 ArrayList
4 b% a2 f+ x8 x) j! O- m; Madd(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
, w3 s# X6 i O( badd(int index,E element)是O(n)(平均有n/2步)8 s0 E" m) i4 Z I
remove(int index)是O(n)(平均有n/2步)& K$ j2 X# S: i
Iterator.remove()是O(n)(平均有n/2步)
2 }& l) r* f) {* t L" @1 SListIterator.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: U2 [: E4 z7 l# B7 U- I' z( T
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。$ ^/ Q ]7 o( |
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。" g& u* u# W F6 ?
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.7 s8 k2 j- ?" G5 R$ ?" j
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。$ {( j; r! C0 ~9 H6 H7 K" Q% m* @
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。 E% F, C8 L, u& r2 p
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 f( C' Y$ r% oArrayList 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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