ArrayList和linkedList的区别

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繁依Fanyi 2024-10-30 15:15:17 ©著作权

文章标签 java 算法开发语言数组时间复杂度 文章分类 Html/CSS 前端开发

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数组（Array）

数组是一种基于索引（index）的数据结构，允许我们通过索引快速访问元素。获取数组中数据的时间复杂度为 O(1)，这使得数组在读取数据时非常高效。然而，删除数据的开销较大，因为这需要重排数组中的所有元素，以填补被删除元素留下的空缺。这意味着删除操作的时间复杂度为 O(n)。另外，数组的一个缺点是初始化时必须指定其长度，否则会抛出错误。例如：

int[] a = new int[4]; // 指定长度为4
int[] c = {23, 43, 56, 78}; // 初始化数组并定义长度

列表（List）

List 是一个有序集合，能够包含重复的元素，并提供按索引访问的方式。它继承自 Collection 接口，有两个主要的实现类：ArrayList 和 LinkedList。

ArrayList

ArrayList 可以被看作是一个自动增长容量的数组。它的底层实现依赖于数组，因此具备快速随机访问的特性。ArrayList 的 toArray 方法可以将列表转换为数组，而 asList 方法则可以将数组转换为列表。在内存中，ArrayList 维护一个字符数组 value 来存储元素。例如：

private final char value[]; // 用于字符存储的数组

当 ArrayList 达到容量限制时，会进行数组扩容，复制原有元素到新数组中，从而允许添加更多元素。这一过程在数据量较大时会影响性能。

LinkedList

LinkedList 是一种双向链表结构，在添加和删除元素时，相比 ArrayList 拥有更好的性能。由于节点间通过引用相连，插入和删除操作的时间复杂度为 O(1)，无论是在链表的头部、尾部还是中间。而在访问元素方面，LinkedList 的性能较差，get 和 set 方法的时间复杂度为 O(n)。这使得在频繁进行添加和删除操作时，LinkedList 显得更加高效，尤其是在处理大数据量时。

性能对比

随机访问：ArrayList 提供了快速的随机访问能力，因此在需要频繁访问元素时，性能优于 LinkedList。
插入和删除：LinkedList 在插入和删除操作上表现更佳，特别是在列表的开头或中间。而 ArrayList 则在尾部添加元素时速度较快。
内存消耗：ArrayList 通常会占用更少的内存，因为它只存储元素本身。而 LinkedList 每个节点都需要存储额外的指针（前后节点），因此在内存消耗上较高。