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:/ j3 Q+ l$ N7 Z0 u$ \
List names = new ArrayList();* m( [4 ^: g" i
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。0 D4 K u- p' Z& _/ _, O0 X( i
什么时候么时候?LinkedList用完,ArrayList反之亦然?
2 ^4 b9 S) Y- a/ c ( h' g/ e! S" s1 v$ N) e6 U, l
解决方案:
; s4 j) t5 R5 O/ K 在更多ArrayList的用例中,总结比.如果你不确定 - 只需从.ArrayDeque``LinkedList``ArrayList
5 _! i: t! z# @8 |0 TTLDR,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。4 m' P) x) h8 P5 t
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。
2 Y$ F E6 |4 P8 Y' q. H, }4 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。5 \ q% D3 v, n" q
为了 LinkedList, U/ Q' d* H, }5 B/ m$ o
get(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 LinkedList5 p! Y, o5 H% ] L1 m& X; P: C7 }; g& B
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
& {% l# b) T: w/ D# c6 Vremove(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
5 `4 w% _3 R4 a |7 p% c3 pIterator.remove()是O(1)。主要好处之一 LinkedList
# h9 K/ ]9 ~& \ListIterator.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)
3 q9 Q1 Q6 }& V5 f0 [7 n, d为了 ArrayList
4 g6 e( a, B* Eget(int index)是O(1)。主要好处 ArrayList# D0 j3 S, N, w1 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 f7 P% K: s) K' A) s2 t
add(int index,E element)是O(n)(平均有n/2步)9 l& e( N0 y# h; U3 @- v9 p& f
remove(int index)是O(n)(平均有n/2步)9 H3 b4 P& h- O- t0 v
Iterator.remove()是O(n)(平均有n/2步)
! k# \- B+ |5 D& F/ i# ?8 ~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
" |8 a2 i# R! G$ dLinkedList`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。
+ o% J( `* s/ |& L1 |+ }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。; K6 n1 s) z8 V5 I' U
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./ K. j! ?6 e# X6 P
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。
7 i3 u" X! G" ]# K' M6 I1 {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。( g2 V6 y5 M( M' F5 Y; e
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。
( |/ ?' T- \1 L$ V; b1 YArrayList 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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