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ArrayList 和 LinkedList 的區(qū)別有哪些

發(fā)布時間:2020-10-27 17:33:13 來源:億速云 閱讀:143 作者:Leah 欄目:開發(fā)技術(shù)

ArrayList 和 LinkedList 的區(qū)別有哪些?相信很多沒有經(jīng)驗的人對此束手無策,為此本文總結(jié)了問題出現(xiàn)的原因和解決方法,通過這篇文章希望你能解決這個問題。

ArrayList 和 LinkedList 有什么區(qū)別,是面試官非常喜歡問的一個問題??赡艽蟛糠中』锇楹臀乙粯?,能回答出“ArrayList 是基于數(shù)組實現(xiàn)的,LinkedList 是基于雙向鏈表實現(xiàn)的?!?/p>

關于這一點,我之前的文章里也提到過了。但說實話,這樣蒼白的回答并不能令面試官感到滿意,他還想知道的更多。

那假如小伙伴們繼續(xù)做出下面這樣的回答:

“ArrayList 在新增和刪除元素時,因為涉及到數(shù)組復制,所以效率比 LinkedList 低,而在遍歷的時候,ArrayList 的效率要高于 LinkedList?!?/p>

面試官會感到滿意嗎?我只能說,如果面試官比較仁慈的話,他可能會讓我們回答下一個問題;否則的話,他會讓我們回家等通知,這一等,可能意味著杳無音訊了。

為什么會這樣呢?為什么為什么?回答的不對嗎?

暴躁的小伙伴請喝口奶茶冷靜一下。冷靜下來后,請隨我來,讓我們一起肩并肩、手拉手地深入地研究一下 ArrayList 和 LinkedList 的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、實現(xiàn)原理以及源碼,可能神秘的面紗就揭開了。

ArrayList 是如何實現(xiàn)的?

ArrayList 和 LinkedList 的區(qū)別有哪些

ArrayList 實現(xiàn)了 List 接口,繼承了 AbstractList 抽象類,底層是基于數(shù)組實現(xiàn)的,并且實現(xiàn)了動態(tài)擴容。

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
  implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
{
 private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
 transient Object[] elementData;
 private int size;
}

ArrayList 還實現(xiàn)了 RandomAccess 接口,這是一個標記接口:

public interface RandomAccess {
}

內(nèi)部是空的,標記“實現(xiàn)了這個接口的類支持快速(通常是固定時間)隨機訪問”??焖匐S機訪問是什么意思呢?就是說不需要遍歷,就可以通過下標(索引)直接訪問到內(nèi)存地址。

public E get(int index) {
 Objects.checkIndex(index, size);
 return elementData(index);
}
E elementData(int index) {
 return (E) elementData[index];
}

ArrayList 還實現(xiàn)了 Cloneable 接口,這表明 ArrayList 是支持拷貝的。ArrayList 內(nèi)部的確也重寫了 Object 類的 clone() 方法。

public Object clone() {
 try {
  ArrayList<&#63;> v = (ArrayList<&#63;>) super.clone();
  v.elementData = Arrays.copyOf(elementData, size);
  v.modCount = 0;
  return v;
 } catch (CloneNotSupportedException e) {
  // this shouldn't happen, since we are Cloneable
  throw new InternalError(e);
 }
}

ArrayList 還實現(xiàn)了 Serializable 接口,同樣是一個標記接口:

public interface Serializable {
}

內(nèi)部也是空的,標記“實現(xiàn)了這個接口的類支持序列化”。序列化是什么意思呢?Java 的序列化是指,將對象轉(zhuǎn)換成以字節(jié)序列的形式來表示,這些字節(jié)序中包含了對象的字段和方法。序列化后的對象可以被寫到數(shù)據(jù)庫、寫到文件,也可用于網(wǎng)絡傳輸。

眼睛雪亮的小伙伴可能會注意到,ArrayList 中的關鍵字段 elementData 使用了 transient 關鍵字修飾,這個關鍵字的作用是,讓它修飾的字段不被序列化。

這不前后矛盾嗎?一個類既然實現(xiàn)了 Serilizable 接口,肯定是想要被序列化的,對吧?那為什么保存關鍵數(shù)據(jù)的 elementData 又不想被序列化呢&#63;

這還得從 “ArrayList 是基于數(shù)組實現(xiàn)的”開始說起。大家都知道,數(shù)組是定長的,就是說,數(shù)組一旦聲明了,長度(容量)就是固定的,不能像某些東西一樣伸縮自如。這就很麻煩,數(shù)組一旦裝滿了,就不能添加新的元素進來了。

ArrayList 不想像數(shù)組這樣活著,它想能屈能伸,所以它實現(xiàn)了動態(tài)擴容。一旦在添加元素的時候,發(fā)現(xiàn)容量用滿了 s == elementData.length,就按照原來數(shù)組的 1.5 倍(oldCapacity >> 1)進行擴容。擴容之后,再將原有的數(shù)組復制到新分配的內(nèi)存地址上 Arrays.copyOf(elementData, newCapacity)。

private void add(E e, Object[] elementData, int s) {
 if (s == elementData.length)
  elementData = grow();
 elementData[s] = e;
 size = s + 1;
}

private Object[] grow() {
 return grow(size + 1);
}

private Object[] grow(int minCapacity) {
 int oldCapacity = elementData.length;
 if (oldCapacity > 0 || elementData != DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
  int newCapacity = ArraysSupport.newLength(oldCapacity,
    minCapacity - oldCapacity, /* minimum growth */
    oldCapacity >> 1   /* preferred growth */);
  return elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
 } else {
  return elementData = new Object[Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity)];
 }
}

動態(tài)擴容意味著什么?大家伙想一下。嗯,還是我來告訴大家答案吧,有點迫不及待。

意味著數(shù)組的實際大小可能永遠無法被填滿的,總有多余出來空置的內(nèi)存空間。

比如說,默認的數(shù)組大小是 10,當添加第 11 個元素的時候,數(shù)組的長度擴容了 1.5 倍,也就是 15,意味著還有 4 個內(nèi)存空間是閑置的,對吧?

序列化的時候,如果把整個數(shù)組都序列化的話,是不是就多序列化了 4 個內(nèi)存空間。當存儲的元素數(shù)量非常非常多的時候,閑置的空間就非常非常大,序列化耗費的時間就會非常非常多。

于是,ArrayList 做了一個愉快而又聰明的決定,內(nèi)部提供了兩個私有方法 writeObject 和 readObject 來完成序列化和反序列化。

private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
  throws java.io.IOException {
 // Write out element count, and any hidden stuff
 int expectedModCount = modCount;
 s.defaultWriteObject();

 // Write out size as capacity for behavioral compatibility with clone()
 s.writeInt(size);

 // Write out all elements in the proper order.
 for (int i=0; i<size; i++) {
  s.writeObject(elementData[i]);
 }

 if (modCount != expectedModCount) {
  throw new ConcurrentModificationException();
 }
}

從 writeObject 方法的源碼中可以看得出,它使用了 ArrayList 的實際大小 size 而不是數(shù)組的長度(elementData.length)來作為元素的上限進行序列化。

此處應該有掌聲??!不是為我,為 Java 源碼的作者們,他們真的是太厲害了,可以用兩個詞來形容他們——殫精竭慮、精益求精。

LinkedList 是如何實現(xiàn)的?

ArrayList 和 LinkedList 的區(qū)別有哪些

LinkedList 是一個繼承自 AbstractSequentialList 的雙向鏈表,因此它也可以被當作堆棧、隊列或雙端隊列進行操作。

public class LinkedList<E>
 extends AbstractSequentialList<E>
 implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable
{
 transient int size = 0;
 transient Node<E> first;
 transient Node<E> last;
}

LinkedList 內(nèi)部定義了一個 Node 節(jié)點,它包含 3 個部分:元素內(nèi)容 item,前引用 prev 和后引用 next。代碼如下所示:

private static class Node<E> {
 E item;
 LinkedList.Node<E> next;
 LinkedList.Node<E> prev;

 Node(LinkedList.Node<E> prev, E element, LinkedList.Node<E> next) {
  this.item = element;
  this.next = next;
  this.prev = prev;
 }
}

LinkedList 還實現(xiàn)了 Cloneable 接口,這表明 LinkedList 是支持拷貝的。

LinkedList 還實現(xiàn)了 Serializable 接口,這表明 LinkedList 是支持序列化的。眼睛雪亮的小伙伴可能又注意到了,LinkedList 中的關鍵字段 size、first、last 都使用了 transient 關鍵字修飾,這不又矛盾了嗎?到底是想序列化還是不想序列化?

答案是 LinkedList 想按照自己的方式序列化,來看它自己實現(xiàn)的 writeObject() 方法:

private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
  throws java.io.IOException {
 // Write out any hidden serialization magic
 s.defaultWriteObject();

 // Write out size
 s.writeInt(size);

 // Write out all elements in the proper order.
 for (LinkedList.Node<E> x = first; x != null; x = x.next)
  s.writeObject(x.item);
}

發(fā)現(xiàn)沒?LinkedList 在序列化的時候只保留了元素的內(nèi)容 item,并沒有保留元素的前后引用。這樣就節(jié)省了不少內(nèi)存空間,對吧?

那有些小伙伴可能就疑惑了,只保留元素內(nèi)容,不保留前后引用,那反序列化的時候怎么辦?

private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
  throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {
 // Read in any hidden serialization magic
 s.defaultReadObject();

 // Read in size
 int size = s.readInt();

 // Read in all elements in the proper order.
 for (int i = 0; i < size; i++)
  linkLast((E)s.readObject());
}

void linkLast(E e) {
 final LinkedList.Node<E> l = last;
 final LinkedList.Node<E> newNode = new LinkedList.Node<>(l, e, null);
 last = newNode;
 if (l == null)
  first = newNode;
 else
  l.next = newNode;
 size++;
 modCount++;
}

注意 for 循環(huán)中的 linkLast() 方法,它可以把鏈表重新鏈接起來,這樣就恢復了鏈表序列化之前的順序。很妙,對吧?

和 ArrayList 相比,LinkedList 沒有實現(xiàn) RandomAccess 接口,這是因為 LinkedList 存儲數(shù)據(jù)的內(nèi)存地址是不連續(xù)的,所以不支持隨機訪問。

ArrayList 和 LinkedList 新增元素時究竟誰快?

前面我們已經(jīng)從多個維度了解了 ArrayList 和 LinkedList 的實現(xiàn)原理和各自的特點。那接下來,我們就來聊聊 ArrayList 和 LinkedList 在新增元素時究竟誰快?

1)ArrayList

ArrayList 新增元素有兩種情況,一種是直接將元素添加到數(shù)組末尾,一種是將元素插入到指定位置。

添加到數(shù)組末尾的源碼:

public boolean add(E e) {
 modCount++;
 add(e, elementData, size);
 return true;
}

private void add(E e, Object[] elementData, int s) {
 if (s == elementData.length)
  elementData = grow();
 elementData[s] = e;
 size = s + 1;
}

很簡單,先判斷是否需要擴容,然后直接通過索引將元素添加到末尾。

插入到指定位置的源碼:

public void add(int index, E element) {
 rangeCheckForAdd(index);
 modCount++;
 final int s;
 Object[] elementData;
 if ((s = size) == (elementData = this.elementData).length)
  elementData = grow();
 System.arraycopy(elementData, index,
   elementData, index + 1,
   s - index);
 elementData[index] = element;
 size = s + 1;
}

先檢查插入的位置是否在合理的范圍之內(nèi),然后判斷是否需要擴容,再把該位置以后的元素復制到新添加元素的位置之后,最后通過索引將元素添加到指定的位置。這種情況是非常傷的,性能會比較差。

2)LinkedList

LinkedList 新增元素也有兩種情況,一種是直接將元素添加到隊尾,一種是將元素插入到指定位置。

添加到隊尾的源碼:

public boolean add(E e) {
 linkLast(e);
 return true;
}
void linkLast(E e) {
 final LinkedList.Node<E> l = last;
 final LinkedList.Node<E> newNode = new LinkedList.Node<>(l, e, null);
 last = newNode;
 if (l == null)
  first = newNode;
 else
  l.next = newNode;
 size++;
 modCount++;
}

先將隊尾的節(jié)點 last 存放到臨時變量 l 中(不是說不建議使用 I 作為變量名嗎?Java 的作者們明知故犯?。?,然后生成新的 Node 節(jié)點,并賦給 last,如果 l  為 null,說明是第一次添加,所以 first 為新的節(jié)點;否則將新的節(jié)點賦給之前 last 的 next。

插入到指定位置的源碼:

public void add(int index, E element) {
 checkPositionIndex(index);

 if (index == size)
  linkLast(element);
 else
  linkBefore(element, node(index));
}
LinkedList.Node<E> node(int index) {
 // assert isElementIndex(index);

 if (index < (size >> 1)) {
  LinkedList.Node<E> x = first;
  for (int i = 0; i < index; i++)
   x = x.next;
  return x;
 } else {
  LinkedList.Node<E> x = last;
  for (int i = size - 1; i > index; i--)
   x = x.prev;
  return x;
 }
}
void linkBefore(E e, LinkedList.Node<E> succ) {
 // assert succ != null;
 final LinkedList.Node<E> pred = succ.prev;
 final LinkedList.Node<E> newNode = new LinkedList.Node<>(pred, e, succ);
 succ.prev = newNode;
 if (pred == null)
  first = newNode;
 else
  pred.next = newNode;
 size++;
 modCount++;
}

先檢查插入的位置是否在合理的范圍之內(nèi),然后判斷插入的位置是否是隊尾,如果是,添加到隊尾;否則執(zhí)行 linkBefore() 方法。

在執(zhí)行 linkBefore() 方法之前,會調(diào)用 node() 方法查找指定位置上的元素,這一步是需要遍歷 LinkedList 的。如果插入的位置靠前前半段,就從隊頭開始往后找;否則從隊尾往前找。也就是說,如果插入的位置越靠近 LinkedList 的中間位置,遍歷所花費的時間就越多。

找到指定位置上的元素(succ)之后,就開始執(zhí)行 linkBefore() 方法了,先將 succ 的前一個節(jié)點(prev)存放到臨時變量 pred 中,然后生成新的 Node 節(jié)點(newNode),并將 succ 的前一個節(jié)點變更為 newNode,如果 pred 為 null,說明插入的是隊頭,所以 first 為新節(jié)點;否則將 pred 的后一個節(jié)點變更為 newNode。

ArrayList 和 LinkedList 的區(qū)別有哪些

經(jīng)過源碼分析以后,小伙伴們是不是在想:“好像 ArrayList 在新增元素的時候效率并不一定比 LinkedList 低??!”

當兩者的起始長度是一樣的情況下:

如果是從集合的頭部新增元素,ArrayList 花費的時間應該比 LinkedList 多,因為需要對頭部以后的元素進行復制。

public class ArrayListTest {
 public static void addFromHeaderTest(int num) {
  ArrayList<String> list = new ArrayList<String>(num);
  int i = 0;

  long timeStart = System.currentTimeMillis();

  while (i < num) {
   list.add(0, i + "沉默王二");
   i++;
  }
  long timeEnd = System.currentTimeMillis();

  System.out.println("ArrayList從集合頭部位置新增元素花費的時間" + (timeEnd - timeStart));
 }
}

/**
 * @author 微信搜「沉默王二」,回復關鍵字 PDF
 */
public class LinkedListTest {
 public static void addFromHeaderTest(int num) {
  LinkedList<String> list = new LinkedList<String>();
  int i = 0;
  long timeStart = System.currentTimeMillis();
  while (i < num) {
   list.addFirst(i + "沉默王二");
   i++;
  }
  long timeEnd = System.currentTimeMillis();

  System.out.println("LinkedList從集合頭部位置新增元素花費的時間" + (timeEnd - timeStart));
 }
}

num 為 10000,代碼實測后的時間如下所示:

ArrayList從集合頭部位置新增元素花費的時間595
LinkedList從集合頭部位置新增元素花費的時間15

ArrayList 花費的時間比 LinkedList 要多很多。

如果是從集合的中間位置新增元素,ArrayList 花費的時間搞不好要比 LinkedList 少,因為 LinkedList 需要遍歷。

public class ArrayListTest {
 public static void addFromMidTest(int num) {
  ArrayList<String> list = new ArrayList<String>(num);
  int i = 0;

  long timeStart = System.currentTimeMillis();
  while (i < num) {
   int temp = list.size();
   list.add(temp / 2 + "沉默王二");
   i++;
  }
  long timeEnd = System.currentTimeMillis();

  System.out.println("ArrayList從集合中間位置新增元素花費的時間" + (timeEnd - timeStart));
 }
}

public class LinkedListTest {
 public static void addFromMidTest(int num) {
  LinkedList<String> list = new LinkedList<String>();
  int i = 0;
  long timeStart = System.currentTimeMillis();
  while (i < num) {
   int temp = list.size();
   list.add(temp / 2, i + "沉默王二");
   i++;
  }
  long timeEnd = System.currentTimeMillis();

  System.out.println("LinkedList從集合中間位置新增元素花費的時間" + (timeEnd - timeStart));
 }
}

num 為 10000,代碼實測后的時間如下所示:

ArrayList從集合中間位置新增元素花費的時間1
LinkedList從集合中間位置新增元素花費的時間101

ArrayList 花費的時間比 LinkedList 要少很多很多。

如果是從集合的尾部新增元素,ArrayList 花費的時間應該比 LinkedList 少,因為數(shù)組是一段連續(xù)的內(nèi)存空間,也不需要復制數(shù)組;而鏈表需要創(chuàng)建新的對象,前后引用也要重新排列。

public class ArrayListTest {
 public static void addFromTailTest(int num) {
  ArrayList<String> list = new ArrayList<String>(num);
  int i = 0;

  long timeStart = System.currentTimeMillis();

  while (i < num) {
   list.add(i + "沉默王二");
   i++;
  }

  long timeEnd = System.currentTimeMillis();

  System.out.println("ArrayList從集合尾部位置新增元素花費的時間" + (timeEnd - timeStart));
 }
}

public class LinkedListTest {
 public static void addFromTailTest(int num) {
  LinkedList<String> list = new LinkedList<String>();
  int i = 0;
  long timeStart = System.currentTimeMillis();
  while (i < num) {
   list.add(i + "沉默王二");
   i++;
  }
  long timeEnd = System.currentTimeMillis();

  System.out.println("LinkedList從集合尾部位置新增元素花費的時間" + (timeEnd - timeStart));
 }
}

num 為 10000,代碼實測后的時間如下所示:

ArrayList從集合尾部位置新增元素花費的時間69
LinkedList從集合尾部位置新增元素花費的時間193

ArrayList 花費的時間比 LinkedList 要少一些。

這樣的結(jié)論和預期的是不是不太相符?ArrayList 在添加元素的時候如果不涉及到擴容,性能在兩種情況下(中間位置新增元素、尾部新增元素)比 LinkedList 好很多,只有頭部新增元素的時候比 LinkedList 差,因為數(shù)組復制的原因。

當然了,如果涉及到數(shù)組擴容的話,ArrayList 的性能就沒那么可觀了,因為擴容的時候也要復制數(shù)組。

ArrayList 和 LinkedList 刪除元素時究竟誰快?

1)ArrayList

ArrayList 刪除元素的時候,有兩種方式,一種是直接刪除元素(remove(Object)),需要直先遍歷數(shù)組,找到元素對應的索引;一種是按照索引刪除元素(remove(int))。

public boolean remove(Object o) {
 final Object[] es = elementData;
 final int size = this.size;
 int i = 0;
 found: {
  if (o == null) {
   for (; i < size; i++)
    if (es[i] == null)
     break found;
  } else {
   for (; i < size; i++)
    if (o.equals(es[i]))
     break found;
  }
  return false;
 }
 fastRemove(es, i);
 return true;
}
public E remove(int index) {
 Objects.checkIndex(index, size);
 final Object[] es = elementData;

 @SuppressWarnings("unchecked") E oldValue = (E) es[index];
 fastRemove(es, index);

 return oldValue;
}

但從本質(zhì)上講,都是一樣的,因為它們最后調(diào)用的都是 fastRemove(Object, int) 方法。

private void fastRemove(Object[] es, int i) {
 modCount++;
 final int newSize;
 if ((newSize = size - 1) > i)
  System.arraycopy(es, i + 1, es, i, newSize - i);
 es[size = newSize] = null;
}

從源碼可以看得出,只要刪除的不是最后一個元素,都需要數(shù)組重組。刪除的元素位置越靠前,代價就越大。

2)LinkedList

LinkedList 刪除元素的時候,有四種常用的方式:

remove(int),刪除指定位置上的元素

public E remove(int index) {
 checkElementIndex(index);
 return unlink(node(index));
}

先檢查索引,再調(diào)用 node(int) 方法( 前后半段遍歷,和新增元素操作一樣)找到節(jié)點 Node,然后調(diào)用 unlink(Node) 解除節(jié)點的前后引用,同時更新前節(jié)點的后引用和后節(jié)點的前引用:

 E unlink(Node<E> x) {
  // assert x != null;
  final E element = x.item;
  final Node<E> next = x.next;
  final Node<E> prev = x.prev;

  if (prev == null) {
   first = next;
  } else {
   prev.next = next;
   x.prev = null;
  }

  if (next == null) {
   last = prev;
  } else {
   next.prev = prev;
   x.next = null;
  }

  x.item = null;
  size--;
  modCount++;
  return element;
 }

remove(Object),直接刪除元素

public boolean remove(Object o) {
 if (o == null) {
  for (LinkedList.Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
   if (x.item == null) {
    unlink(x);
    return true;
   }
  }
 } else {
  for (LinkedList.Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
   if (o.equals(x.item)) {
    unlink(x);
    return true;
   }
  }
 }
 return false;
}

也是先前后半段遍歷,找到要刪除的元素后調(diào)用 unlink(Node)。

removeFirst(),刪除第一個節(jié)點

public E removeFirst() {
 final LinkedList.Node<E> f = first;
 if (f == null)
  throw new NoSuchElementException();
 return unlinkFirst(f);
}
private E unlinkFirst(LinkedList.Node<E> f) {
 // assert f == first && f != null;
 final E element = f.item;
 final LinkedList.Node<E> next = f.next;
 f.item = null;
 f.next = null; // help GC
 first = next;
 if (next == null)
  last = null;
 else
  next.prev = null;
 size--;
 modCount++;
 return element;
}

刪除第一個節(jié)點就不需要遍歷了,只需要把第二個節(jié)點更新為第一個節(jié)點即可。

removeLast(),刪除最后一個節(jié)點

刪除最后一個節(jié)點和刪除第一個節(jié)點類似,只需要把倒數(shù)第二個節(jié)點更新為最后一個節(jié)點即可。

可以看得出,LinkedList 在刪除比較靠前和比較靠后的元素時,非常高效,但如果刪除的是中間位置的元素,效率就比較低了。

這里就不再做代碼測試了,感興趣的小伙伴可以自己試試,結(jié)果和新增元素保持一致:

  • 從集合頭部刪除元素時,ArrayList 花費的時間比 LinkedList 多很多;
  • 從集合中間位置刪除元素時,ArrayList 花費的時間比 LinkedList 少很多;
  • 從集合尾部刪除元素時,ArrayList 花費的時間比 LinkedList 少一點。

我本地的統(tǒng)計結(jié)果如下所示,小伙伴們可以作為參考:

ArrayList從集合頭部位置刪除元素花費的時間380
LinkedList從集合頭部位置刪除元素花費的時間4
ArrayList從集合中間位置刪除元素花費的時間381
LinkedList從集合中間位置刪除元素花費的時間5922
ArrayList從集合尾部位置刪除元素花費的時間8
LinkedList從集合尾部位置刪除元素花費的時間12

ArrayList 和 LinkedList 遍歷元素時究竟誰快?

1)ArrayList

遍歷 ArrayList 找到某個元素的話,通常有兩種形式:

get(int),根據(jù)索引找元素

public E get(int index) {
 Objects.checkIndex(index, size);
 return elementData(index);
}

由于 ArrayList 是由數(shù)組實現(xiàn)的,所以根據(jù)索引找元素非常的快,一步到位。

indexOf(Object),根據(jù)元素找索引

public int indexOf(Object o) {
 return indexOfRange(o, 0, size);
}

int indexOfRange(Object o, int start, int end) {
 Object[] es = elementData;
 if (o == null) {
  for (int i = start; i < end; i++) {
   if (es[i] == null) {
    return i;
   }
  }
 } else {
  for (int i = start; i < end; i++) {
   if (o.equals(es[i])) {
    return i;
   }
  }
 }
 return -1;
}

根據(jù)元素找索引的話,就需要遍歷整個數(shù)組了,從頭到尾依次找。

2)LinkedList

遍歷 LinkedList 找到某個元素的話,通常也有兩種形式:

get(int),找指定位置上的元素

public E get(int index) {
 checkElementIndex(index);
 return node(index).item;
}

既然需要調(diào)用 node(int) 方法,就意味著需要前后半段遍歷了。

indexOf(Object),找元素所在的位置

public int indexOf(Object o) {
 int index = 0;
 if (o == null) {
  for (LinkedList.Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
   if (x.item == null)
    return index;
   index++;
  }
 } else {
  for (LinkedList.Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
   if (o.equals(x.item))
    return index;
   index++;
  }
 }
 return -1;
}

需要遍歷整個鏈表,和 ArrayList indexOf() 類似。

那在我們對集合遍歷的時候,通常有兩種做法,一種是使用 for 循環(huán),一種是使用迭代器(Iterator)。

如果使用的是 for 循環(huán),可想而知 LinkedList 在 get 的時候性能會非常差,因為每一次外層的 for 循環(huán),都要執(zhí)行一次 node(int) 方法進行前后半段的遍歷。

LinkedList.Node<E> node(int index) {
 // assert isElementIndex(index);

 if (index < (size >> 1)) {
  LinkedList.Node<E> x = first;
  for (int i = 0; i < index; i++)
   x = x.next;
  return x;
 } else {
  LinkedList.Node<E> x = last;
  for (int i = size - 1; i > index; i--)
   x = x.prev;
  return x;
 }
}

那如果使用的是迭代器呢?

LinkedList<String> list = new LinkedList<String>();
for (Iterator<String> it = list.iterator(); it.hasNext();) {
 it.next();
}

迭代器只會調(diào)用一次 node(int) 方法,在執(zhí)行 list.iterator() 的時候:先調(diào)用 AbstractSequentialList 類的 iterator() 方法,再調(diào)用 AbstractList 類的 listIterator() 方法,再調(diào)用 LinkedList 類的 listIterator(int) 方法,如下圖所示。

ArrayList 和 LinkedList 的區(qū)別有哪些

最后返回的是 LinkedList 類的內(nèi)部私有類 ListItr 對象:

public ListIterator<E> listIterator(int index) {
 checkPositionIndex(index);
 return new LinkedList.ListItr(index);
}

private class ListItr implements ListIterator<E> {
 private LinkedList.Node<E> lastReturned;
 private LinkedList.Node<E> next;
 private int nextIndex;
 private int expectedModCount = modCount;

 ListItr(int index) {
  // assert isPositionIndex(index);
  next = (index == size) &#63; null : node(index);
  nextIndex = index;
 }

 public boolean hasNext() {
  return nextIndex < size;
 }

 public E next() {
  checkForComodification();
  if (!hasNext())
   throw new NoSuchElementException();

  lastReturned = next;
  next = next.next;
  nextIndex++;
  return lastReturned.item;
 }
}

執(zhí)行 ListItr 的構(gòu)造方法時調(diào)用了一次 node(int) 方法,返回第一個節(jié)點。在此之后,迭代器就執(zhí)行 hasNext() 判斷有沒有下一個,執(zhí)行 next() 方法下一個節(jié)點。

由此,可以得出這樣的結(jié)論:遍歷 LinkedList 的時候,千萬不要使用 for 循環(huán),要使用迭代器。

也就是說,for 循環(huán)遍歷的時候,ArrayList 花費的時間遠小于 LinkedList;迭代器遍歷的時候,兩者性能差不多。

看完上述內(nèi)容,你們掌握ArrayList 和 LinkedList 的區(qū)別有哪些的方法了嗎?如果還想學到更多技能或想了解更多相關內(nèi)容,歡迎關注億速云行業(yè)資訊頻道,感謝各位的閱讀!

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