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前面已经学习完了List部分的源码,主要是ArrayList和LinkedList两部分内容,这一节主要总结下List部分的内容。
List概括
先来回顾一下List在Collection中的的框架图:
![](http://img.blog.csdn.net/20160413184734236?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQv/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/Center&x-oss-process=image/resize,w_1400/format,webp)
从图中我们可以看出:
1. List是一个接口,它继承与Collection接口,代表有序的队列。
2. AbstractList是一个抽象类,它继承与AbstractCollection。AbstractList实现了List接口中除了size()、get(int location)之外的方法。
3. AbstractSequentialList是一个抽象类,它继承与AbstrctList。AbstractSequentialList实现了“链表中,根据index索引值操作链表的全部方法”。
4. ArrayList、LinkedList、Vector和Stack是List的四个实现类,其中Vector是基于JDK1.0,虽然实现了同步,但是效率低,已经不用了,Stack继承与Vector,所以不再赘述。
5. LinkedList是个双向链表,它同样可以被当作栈、队列或双端队列来使用。
ArrayList和LinkedList区别
我们知道,通常情况下,ArrayList和LinkedList的区别有以下几点:
1. ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构,而LinkedList是基于链表的数据结构;
2. 对于随机访问get和set,ArrayList要优于LinkedList,因为LinkedList要移动指针;
3. 对于添加和删除操作add和remove,一般大家都会说LinkedList要比ArrayList快,因为ArrayList要移动数据。但是实际情况并非这样,对于添加或删除,LinkedList和ArrayList并不能明确说明谁快谁慢,下面会详细分析。
我们结合之前分析的源码,来看看为什么是这样的:
ArrayList中的随机访问、添加和删除部分源码如下:
-
- public E get(int index) {
- rangeCheck(index);
-
- return elementData(index);
- }
-
-
- public E set(int index, E element) {
- rangeCheck(index);
-
- E oldValue = elementData(index);
- elementData[index] = element;
- return oldValue;
- }
-
-
- public void add(int index, E element) {
- rangeCheckForAdd(index);
-
- ensureCapacityInternal(size + 1);
-
- System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
- size - index);
- elementData[index] = element;
- size++;
- }
-
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- public E remove(int index) {
- rangeCheck(index);
-
- modCount++;
- E oldValue = elementData(index);
-
- int numMoved = size - index - 1;
- if (numMoved > 0)
-
- System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
- numMoved);
-
- elementData[--size] = null;
-
- return oldValue;
- }
LinkedList中的随机访问、添加和删除部分源码如下:
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- public E get(int index) {
- checkElementIndex(index);
- return node(index).item;
- }
-
-
- public E set(int index, E element) {
- checkElementIndex(index);
- Node<E> x = node(index);
- E oldVal = x.item;
- x.item = element;
- return oldVal;
- }
-
-
- public void add(int index, E element) {
- checkPositionIndex(index);
-
- if (index == size)
- linkLast(element);
- else
- linkBefore(element, node(index));
- }
-
-
- public E remove(int index) {
- checkElementIndex(index);
- return unlink(node(index));
- }
-
-
- Node<E> node(int 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;
- }
- }
从源码可以看出,ArrayList想要get(int index)元素时,直接返回index位置上的元素,而LinkedList需要通过for循环进行查找,虽然LinkedList已经在查找方法上做了优化,比如index < size / 2,则从左边开始查找,反之从右边开始查找,但是还是比ArrayList要慢。这点是毋庸置疑的。
ArrayList想要在指定位置插入或删除元素时,主要耗时的是System.arraycopy动作,会移动index后面所有的元素;LinkedList主耗时的是要先通过for循环找到index,然后直接插入或删除。这就导致了两者并非一定谁快谁慢,下面通过一个测试程序来测试一下两者插入的速度:
- import java.util.ArrayList;
- import java.util.Collections;
- import java.util.LinkedList;
- import java.util.List;
-
-
-
-
- public class ArrayOrLinked {
- static List<Integer> array=new ArrayList<Integer>();
- static List<Integer> linked=new LinkedList<Integer>();
-
- public static void main(String[] args) {
-
-
- for(int i=0;i<10000;i++){
- array.add(i);
- linked.add(i);
- }
-
- System.out.println("array time:"+getTime(array));
- System.out.println("linked time:"+getTime(linked));
-
- System.out.println("array insert time:"+insertTime(array));
- System.out.println("linked insert time:"+insertTime(linked));
-
- }
- public static long getTime(List<Integer> list){
- long time=System.currentTimeMillis();
- for(int i = 0; i < 10000; i++){
- int index = Collections.binarySearch(list, list.get(i));
- if(index != i){
- System.out.println("ERROR!");
- }
- }
- return System.currentTimeMillis()-time;
- }
-
-
- public static long insertTime(List<Integer> list){
-
-
-
-
- long num = 10000;
- int index = 1000;
- long time=System.currentTimeMillis();
- for(int i = 1; i < num; i++){
- list.add(index, i);
- }
- return System.currentTimeMillis()-time;
-
- }
-
- }
主要有两个因素决定他们的效率,插入的数据量和插入的位置。我们可以在程序里改变这两个因素来测试它们的效率。
当数据量较小时,测试程序中,大约小于30的时候,两者效率差不多,没有显著区别;当数据量较大时,大约在容量的1/10处开始,LinkedList的效率就开始没有ArrayList效率高了,特别到一半以及后半的位置插入时,LinkedList效率明显要低于ArrayList,而且数据量越大,越明显。比如我测试了一种情况,在index=1000的位置(容量的1/10)插入10000条数据和在index=5000的位置以及在index=9000的位置插入10000条数据的运行时间如下:
- 在index=1000出插入结果:
- array time:4
- linked time:240
- array insert time:20
- linked insert time:18
-
- 在index=5000处插入结果:
- array time:4
- linked time:229
- array insert time:13
- linked insert time:90
-
- 在index=9000处插入结果:
- array time:4
- linked time:237
- array insert time:7
- linked insert time:92
从运行结果看,LinkedList的效率是越来越差。
所以当插入的数据量很小时,两者区别不太大,当插入的数据量大时,大约在容量的1/10之前,LinkedList会优于ArrayList,在其后就劣与ArrayList,且越靠近后面越差。所以个人觉得,一般首选用ArrayList,由于LinkedList可以实现栈、队列以及双端队列等数据结构,所以当特定需要时候,使用LinkedList,当然咯,数据量小的时候,两者差不多,视具体情况去选择使用;当数据量大的时候,如果只需要在靠前的部分插入或删除数据,那也可以选用LinkedList,反之选择ArrayList反而效率更高。
关于ArrayList和LinkedList的比较,就讨论这么多吧,如果有错误之处,请留言指正~
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