1. List概述

List,就如图名字所示一样,是元素的有序列表。当我们讨论List时,将其与Set作对比是一个很好的办法,Set集合中的元素是无序且唯一的。
下图是Collection的类继承图,从图中你可以对本文所讨论的知识有大致的了解.

图1

2. ArrayList、LinkedList与Vector的对比
从图中可以看出,这三者都实现了List 接口.所有使用方式也很相似,主要区别在于因为实现方式的不同,所以对不同的操作具有不同的效率。
ArrayList 是一个可改变大小的数组.当更多的元素加入到ArrayList中时,其大小将会动态地增长.内部的元素可以直接通过get与set方法进行访问,因为ArrayList本质上就是一个数组.
LinkedList 是一个双链表,在添加和删除元素时具有比ArrayList更好的性能.但在get与set方面弱于ArrayList.
当然,这些对比都是指数据量很大或者操作很频繁的情况下的对比,如果数据和运算量很小,那么对比将失去意义.
Vector 和ArrayList类似,但属于强同步类。如果你的程序本身是线程安全的(thread-safe,没有在多个线程之间共享同一个集合/对象),那么使用ArrayList是更好的选择。
Vector和ArrayList在更多元素添加进来时会请求更大的空间。Vector每次请求其大小的双倍空间,而ArrayList每次对size增长50%.
 LinkedList 还实现了 Queue 接口,该接口比List提供了更多的方法,包括 offer(),peek(),poll()等.
注意: 默认情况下ArrayList的初始容量非常小,所以如果可以预估数据量的话,分配一个较大的初始值属于最佳实践,这样可以减少调整大小的开销。
3. ArrayList示例

  1. public static void testArrayList() {
  2. ArrayList<Integer> al = new ArrayList<Integer>();
  3. al.add(3);
  4. al.add(2);
  5. al.add(1);
  6. al.add(4);
  7. al.add(5);
  8. al.add(6);
  9. al.add(6);
  10. Iterator<Integer> iter1 = al.iterator();
  11. while(iter1.hasNext()){
  12. System.out.println(iter1.next());
  13. }
  14. }

4. LinkedList示例

  1. public static void testLinkedList() {
  2. LinkedList<Integer> ll = new LinkedList<Integer>();
  3. ll.add(3);
  4. ll.add(2);
  5. ll.add(1);
  6. ll.add(4);
  7. ll.add(5);
  8. ll.add(6);
  9. ll.add(6);
  10. Iterator<Integer> iter2 = ll.iterator();
  11. while(iter2.hasNext()){
  12. System.out.println(iter2.next());
  13. }
  14. }

如上面的例子所示,其使用方式是相似的,实际的区别在于底层的实现方式以及操作的复杂性不同.
5. Vector
Vector和ArrayList几乎是完全相同的,唯一的区别在于Vector是同步类(synchronized).因此,开销就比ArrayList要大.正常情况下,大多数的Java程序员使用ArrayList而不是Vector,因为同步完全可以由程序员自己来控制。
6. ArrayList与LinkedList性能对比
时间复杂度对比如下:

  ArrayList LinkedList
get()  O(1)  O(n)
add()  O(1)  O(1) amortized
remove()  O(n)  O(n)

* 表中的 add() 代表 add(E e),而 remove()代表 remove(int index)'

  • ArrayList 对于随机位置的add/remove,时间复杂度为 O(n),但是对于列表末尾的添加/删除操作,时间复杂度是 O(1).
  • LinkedList对于随机位置的add/remove,时间复杂度为 O(n),但是对于列表 末尾/开头 的添加/删除操作,时间复杂度是 O(1).

我使用下面的代码来测试他们的性能:

  1. public static void testPerformance() {
  2. ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<Integer>();
  3. LinkedList<Integer> linkedList = new LinkedList<Integer>();
  4. int
  5. times = 10 * 1000;
  6. // times = 100 * 1000;
  7. // times = 1000 * 1000;
  8. System.out.println("Test times = " + times);
  9. System.out.println("-------------------------");
  10. // ArrayList add
  11. long startTime = System.nanoTime();
  12. for (int i = 0; i < times; i++) {
  13. arrayList.add(i);
  14. }
  15. long endTime = System.nanoTime();
  16. long duration = endTime - startTime;
  17. System.out.println(duration + " <--ArrayList add");
  18. // LinkedList add
  19. startTime = System.nanoTime();
  20. for (int i = 0; i < times; i++) {
  21. linkedList.add(i);
  22. }
  23. endTime = System.nanoTime();
  24. duration = endTime - startTime;
  25. System.out.println(duration + " <--LinkedList add");
  26. System.out.println("-------------------------");
  27. // ArrayList get
  28. startTime = System.nanoTime();
  29. for (int i = 0; i < times; i++) {
  30. arrayList.get(i);
  31. }
  32. endTime = System.nanoTime();
  33. duration = endTime - startTime;
  34. System.out.println(duration + " <--ArrayList get");
  35. // LinkedList get
  36. startTime = System.nanoTime();
  37. for (int i = 0; i < times; i++) {
  38. linkedList.get(i);
  39. }
  40. endTime = System.nanoTime();
  41. duration = endTime - startTime;
  42. System.out.println(duration + " <--LinkedList get");
  43. System.out.println("-------------------------");
  44. // ArrayList remove
  45. startTime = System.nanoTime();
  46. for (int i = times - 1; i >= 0; i--) {
  47. arrayList.remove(i);
  48. }
  49. endTime = System.nanoTime();
  50. duration = endTime - startTime;
  51. System.out.println(duration + " <--ArrayList remove");
  52. // LinkedList remove
  53. startTime = System.nanoTime();
  54. for (int i = times - 1; i >= 0; i--) {
  55. linkedList.remove(i);
  56. }
  57. endTime = System.nanoTime();
  58. duration = endTime - startTime;
  59. System.out.println(duration + " <--LinkedList remove");
  60. }

输出结果如下:

  1. Test times = 10000
  2. -------------------------
  3. 1469985 <--ArrayList add
  4. 3530491 <--LinkedList add
  5. -------------------------
  6. 593678 <--ArrayList get
  7. 86914251 <--LinkedList get
  8. -------------------------
  9. 625651 <--ArrayList remove
  10. 2164320 <--LinkedList remove
  1. Test times = 100000
  2. -------------------------
  3. 11480805 <--ArrayList add
  4. 26384338 <--LinkedList add
  5. -------------------------
  6. 714072 <--ArrayList get
  7. 10040809061 <--LinkedList get
  8. -------------------------
  9. 1203935 <--ArrayList remove
  10. 1595905 <--LinkedList remove
  1. 在 1000*1000次的运行中,很长时间过后, LinkedList的get日志还没有打印出来,大概是15分钟左右,结果还是没有出来.
  1. Test times = 1000000
  2. -------------------------
  3. 132632998 <--ArrayList add
  4. 322885939 <--LinkedList add
  5. -------------------------
  6. 3690752 <--ArrayList get
  7. 1520315361147 <--LinkedList get
  8. -------------------------
  9. 8750043 <--ArrayList remove
  10. 13872885 <--LinkedList remove

他们性能的差异相当明显,LinkedList在 add和remove 上更快,而在get上更慢(原文是这样的).

译者注译者的编译和执行环境是 MyEclipse的JDK6,不论怎么看,都是 ArrayList更胜一筹,所以,该怎么选择,请根据自己的实际情况来决定,最好自己做测试,因为数据类型不同,JDK版本不同,优化不同,就可能有不同的结果。

根据时间复杂度表格,以及测试结果,我们可以判断何时该用ArrayList,何时该用LinkedList.

简单来说,LinkedList更适用于:

    • 没有大规模的随机读取
    • 大量的增加/删除操作

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