背景

ArrayList与LinkedList是Java编程中经常会用到的两种基本数据结构,在书本上一般会说明以下两个特点:

  • 对于需要快速随机访问元素,应该使用ArrayList
  • 对于需要快速插入,删除元素,应该使用LinkedList

该文通过实际的例子分析这两种数据的读写性能。

ArrayList

ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构:

private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
...
transient Object[] elementData;
...
public ArrayList(int initialCapacity) {
if (initialCapacity > 0) {
this.elementData = new Object[initialCapacity];
} else if (initialCapacity == 0) {
this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
} else {
throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
initialCapacity);
}
}

LinkedList

LinkedList是基于链表的数据结构。

private static class Node<E> {
E item;
Node<E> next;
Node<E> prev; Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
this.item = element;
this.next = next;
this.prev = prev;
}
}
...
transient Node<E> first;
transient Node<E> last;
...
private void linkFirst(E e) {
final Node<E> f = first;
final Node<E> newNode = new Node<>(null, e, f);
first = newNode;
if (f == null)
last = newNode;
else
f.prev = newNode;
size++;
modCount++;
}

实例分析

  • 通过对两个数据结构分别增加、插入、遍历进行读写性能分析
1、增加数据
public class ArrayListAndLinkList {
public final static int COUNT=100000;
public static void main(String[] args) { // ArrayList插入
SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss:SSS");
Long start = System.currentTimeMillis();
System.out.println("ArrayList插入开始时间:" + sdf.format(start)); ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < COUNT; i++) {
arrayList.add(i);
} Long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("ArrayList插入结束时间:" + sdf.format(end));
System.out.println("ArrayList插入" + (end - start) + "毫秒"); // LinkedList插入
start = System.currentTimeMillis();
System.out.println("LinkedList插入开始时间:" + sdf.format(start));
LinkedList<Integer> linkedList = new LinkedList<>();
for (int i = 0; i < COUNT; i++) {
linkedList.add(i);
}
end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("LinkedList插入结束时间:" + sdf.format(end));
System.out.println("LinkedList插入结束时间" + (end - start) + "毫秒");
}
}

输出如下:

两者写入的性能相差不大!

2、插入数据

在原有增加的数据上,在index:100的位置上再插入10万条数据。

public class ArrayListAndLinkList {
public final static int COUNT=100000;
public static void main(String[] args) { // ArrayList插入
SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss:SSS");
Long start = System.currentTimeMillis();
System.out.println("ArrayList插入开始时间:" + sdf.format(start)); ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < COUNT; i++) {
arrayList.add(i);
}
for (int i = 0; i < COUNT; i++) {
arrayList.add(100,i);
} Long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("ArrayList插入结束时间:" + sdf.format(end));
System.out.println("ArrayList插入" + (end - start) + "毫秒"); // LinkedList插入
start = System.currentTimeMillis();
System.out.println("LinkedList插入开始时间:" + sdf.format(start));
LinkedList<Integer> linkedList = new LinkedList<>();
for (int i = 0; i < COUNT; i++) {
linkedList.add(i);
}
for (int i = 0; i < COUNT; i++) {
linkedList.add(100,i);
}
end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("LinkedList插入结束时间:" + sdf.format(end));
System.out.println("LinkedList插入结束时间" + (end - start) + "毫秒");
}
}

输出如下:

ArrayList的性能明显比LinkedList的性能差了很多。



看下原因:

ArrayList的插入源码:

  public void add(int index, E element) {
rangeCheckForAdd(index); ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
size - index);
elementData[index] = element;
size++;
}

ArrayList的插入原理:在index位置上插入后,在index后续的数据上需要做逐一复制。



LinkedList的插入源码:

public void add(int index, E element) {
checkPositionIndex(index); if (index == size)
linkLast(element);
else
linkBefore(element, node(index));
}
...
void linkBefore(E e, Node<E> succ) {
// assert succ != null;
final Node<E> pred = succ.prev;
final Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, succ);
succ.prev = newNode;
if (pred == null)
first = newNode;
else
pred.next = newNode;
size++;
modCount++;
}

LinkedList的插入原理:在原来相互链接的两个节点(Node)断开,把新的结点插入到这两个节点中间,根本不存在复制这个过程。

3、遍历数据

在增加和插入的基础上,利用get方法进行遍历。

public class ArrayListAndLinkList {
public final static int COUNT=100000;
public static void main(String[] args) { // ArrayList插入
SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss:SSS");
Long start = System.currentTimeMillis();
System.out.println("ArrayList插入开始时间:" + sdf.format(start)); ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < COUNT; i++) {
arrayList.add(i);
}
for (int i = 0; i < COUNT; i++) {
arrayList.add(100,i);
} Long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("ArrayList插入结束时间:" + sdf.format(end));
System.out.println("ArrayList插入" + (end - start) + "毫秒"); // LinkedList插入
start = System.currentTimeMillis();
System.out.println("LinkedList插入开始时间:" + sdf.format(start));
LinkedList<Integer> linkedList = new LinkedList<>();
for (int i = 0; i < COUNT; i++) {
linkedList.add(i);
}
for (int i = 0; i < COUNT; i++) {
linkedList.add(100,i);
}
end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("LinkedList插入结束时间:" + sdf.format(end));
System.out.println("LinkedList插入结束时间" + (end - start) + "毫秒"); // ArrayList遍历
start = System.currentTimeMillis();
System.out.println("ArrayList遍历开始时间:" + sdf.format(start));
for (int i = 0; i < 2*COUNT; i++) {
arrayList.get(i);
}
end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("ArrayList遍历开始时间:" + sdf.format(end));
System.out.println("ArrayList遍历开始时间" + (end - start) + "毫秒"); // LinkedList遍历
start = System.currentTimeMillis();
System.out.println("LinkedList遍历开始时间:" + sdf.format(start));
for (int i = 0; i < 2*COUNT; i++) {
linkedList.get(i);
}
end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("LinkedList遍历开始时间:" + sdf.format(end));
System.out.println("LinkedList遍历开始时间" + (end - start) + "毫秒"); }
}

输出如下:



两者的差异巨大:

我们看一下LInkedList的get方法:从头遍历或从尾部遍历结点

public E get(int index) {
checkElementIndex(index);
return node(index).item;
}
...
Node<E> node(int index) {
// assert isElementIndex(index); if (index < (size >> 1)) {
Node<E> x = first;
for (int i = 0; i < index; i++)
x = x.next;
return x;
} else {
Node<E> x = last;
for (int i = size - 1; i > index; i--)
x = x.prev;
return x;
}
}
3.1、LinkedList遍历改进

我们采用迭代器对LinkedList的遍历进行改进:

		...
// LinkedList遍历
start = System.currentTimeMillis();
System.out.println("LinkedList遍历开始时间:" + sdf.format(start));
Iterator<Integer> iterator = linkedList.iterator();
while(iterator.hasNext()){
iterator.next();
}
end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("LinkedList遍历开始时间:" + sdf.format(end));
System.out.println("LinkedList遍历开始时间" + (end - start) + "毫秒");

再看下结果:

两者的遍历性能接近。

总结

  • List使用首选ArrayList。对于个别插入删除非常多的可以使用LinkedList。
  • LinkedList,遍历建议使用Iterator迭代器,尤其是数据量较大时LinkedList避免使用get遍历。

数据结构:用实例分析ArrayList与LinkedList的读写性能的更多相关文章

  1. 请说出ArrayList,Vector, LinkedList的存储性能和特性

    请说出ArrayList,Vector, LinkedList的存储性能和特性 解答:ArrayList和Vector都是使用数组方式存储数据,此数组元素数大于实际存储的数据以便增加和插入元素,它们都 ...

  2. [源码分析]ArrayList和LinkedList如何实现的?我看你还有机会!

    文章已经收录在 Github.com/niumoo/JavaNotes ,更有 Java 程序员所需要掌握的核心知识,欢迎Star和指教. 欢迎关注我的公众号,文章每周更新. 前言 说真的,在 Jav ...

  3. Arraylist、Linkedlist遍历方式性能分析

    本文主要介绍ArrayList和LinkedList这两种list的常用循环遍历方式,各种方式的性能分析.熟悉java的知道,常用的list的遍历方式有以下几种: 1.for-each List< ...

  4. 说出ArrayList,Vector, LinkedList的存储性能和特性

     ArrayList和Vector都是使用数组方式存储数据,此数组元素数大于实际存储的数据以便增加和插入元素,它们都允许直接按序号索引元素,但是插入元素要涉及数组元素移动等内存操作,所以索引数据快而插 ...

  5. 【Java面试题】37 说出ArrayList,Vector, LinkedList的存储性能和特性

    ArrayList和Vector都是使用数组方式存储数据,此 数组元素数大于实际存储的数据以便增加和插入元素,它们都允许直接按序号索引元素,但是插入元素要涉及数组元素移动等内存操作,所以索引数据快而插 ...

  6. ArrayList,Vector, LinkedList的存储性能和特性

    ArrayList和Vector都是使用数组方式存储数据,此数组元素数大于实际存储的数据以便增加和插入元素,它们都允许直接按序号索引元素,但是插入元素要涉及数组元素移动等内存操作,所以索引数据快而插入 ...

  7. ArrayList,Vector, LinkedList 的存储性能和特性

    ArrayList 和Vector他们底层的实现都是一样的,都是使用数组方式存储数据,此数组元素数大于实际存储的数据以便增加和插入元素,它们都允许直接按序号索引元素,但是插入元素要涉及数组元素移动等内 ...

  8. Java中arraylist和linkedlist源代码分析与性能比較

    Java中arraylist和linkedlist源代码分析与性能比較 1,简单介绍 在java开发中比較经常使用的数据结构是arraylist和linkedlist,本文主要从源代码角度分析arra ...

  9. 【Java】 ArrayList和LinkedList实现(简单手写)以及分析它们的区别

    一.手写ArrayList public class ArrayList { private Object[] elementData; //底层数组 private int size; //数组大小 ...

随机推荐

  1. android 百度地图v3.2.0获取实际地址

    百度地图升级到v3.2.0后,api发生挺大的变化的,但是下载的Demo却不是最新版本的. 在v3.2.0之前获取详细地址只要:option.setIsNeedAddress(true); 但是升级后 ...

  2. void 型指针的高阶用法,你掌握了吗?

    [导读] 要比较灵活的使用C语言实现一些高层级的框架时,需要掌握一些进阶编程技巧,这篇来谈谈void指针的一些妙用.测试环境采用 IAR for ARM 8.40.1 什么是void指针 void指针 ...

  3. js 延迟加载的几种方法

    1. defer 属性HTML 4.01 为 <script>标签定义了 defer属性. 用途:表明脚本在执行时不会影响页面的构造.也就是说,脚本会被延迟到整个页面都解析完毕之后再执行. ...

  4. Redis的几种集群方式分析

    一 单机版 分析: 无论多少用户,都访问这一台服务器 .服务器一旦挂了,所有用户都无法访问.风险很大,一般不会有人使用. 二 主从模式(master/slaver) 分析: 主从模式中, 无论多少用户 ...

  5. zwx_helper 只用小括号()和中括号[ ] 轻松开发wxWidgets

    https://github.com/bbqz007/zhelper-wxWidgets https://github.com/bbqz007/zhelper-wxWidgets/tree/maste ...

  6. 【Mac 实用技巧】不定期更新

    Mac去掉截屏图片边框外阴影效果 一次命令行:defaults write com.apple.screencapture disable-shadow -bool true;\killall Sys ...

  7. java颜色对照表

  8. pycharm安装Numba失败问题

    相关环境变量: pycharm Python 3.8 pip 19.3.1 Numba各个版本都不行 报错内容: Looking in indexes: https://pypi.tuna.tsing ...

  9. java三个时间类常用法

    1.System.currentTimeMillis();    获取当前时间戳    System的获取时间戳的方法,只能获取不能进行其他的操作,简单的毫秒计算可以使用 2.Date(),Date( ...

  10. SQL SERVER修改为sa登陆权限报错,233,18456接连出现【抓狂ing】

    [记录生活] 今天做作业需要修改sa权限,本人电脑没错误. 同样教程发给朋友,错误百出.... 话不多说,百度很多解决方法,但是都没有解决,贴出解决方法. 0.用Windows身份验证登录,执行SQL ...