ArrayList与LinkedList底层实现与增删查效率比较

我们知道ArrayList是List接口的一个实现类,它的特点是查询效率高,增删效率低,线程不安全 原因是因为ArrayList底层是封装了一个数组,它是用数组实现的。 看下图,数组在内存中的存储方式:

现在定义一个int[] a数组,假设它的首地址是2000,int类型占4个字节,所以a[0]的首地址是2000,a[1]的首地址就是2004,以此类推….到a[n] 所以上面的这张图,就很形象的解释了,为什么ArrayList的查询效率高,每次只需要一个偏移量就可查到 但是它的增删效率为什么会低呢? 再往下看:

如果想在这个数组的中间或是第一项前插入一项,它的插入过程是以迭代的方式,让它后面的每一项依次往后挪,就如图上的要在第二项的位置上插入一项,其实这个过程是比较慢的,如果是你每次都在最后插入,这是个例外,因为它不用再去影响其它的元素,直接插在最后面;当然删也是同一个道理 看完了ArrayList,我们再去研究一下LinkedList 它的特点是:增删效率比较高,而查询效率低 LinkedList是底层用双向循环链表实现的List,链表的存储特点是不挨着,它存储的每个元素分为三段:上一项的地址、下一项的地址、元素的内容,,而数组却没有上一项,下一项这种情况 ,因为数组只需要根据一个偏移量,就可以找到下一项或上一项

双向链表的底层结构图:

每个元素在内存中的排列像是随机的,中间没有连续性,通过地址来找到上一项或下一项,从图上应该可以理解了 那么现在问题来了,如果查询LinkedList中的某一项,肿么办? 没有好办法,只能把元素全部过一遍,这样就会比较的慢 而它的好处体现在它的增删效率非常的快,为什么呢? 看下面的图解:

假如我把右上的一个元素删掉,可以看到左上和右下的两个元素会直接连上,至于它们两个是怎么牵上手的,这里不多讲了,你懂的……………. 同理,在下面增加一个的时候,也是同一个道理,也就是说,当你增加或删除一个元素的时候,在LinkedList里,它最多只会影响两个元素,而不像ArrayList里,当在中间插入一个元素时,它后面的所有的元素都要受到影响,那么这样在一定程度上LinkedList的增删效率就会明显的高于ArrayList的

我们拿代码来证明一下吧: 之前我用过模版方法设计模式来测试过for、while、do-while三种循环的效率问题 这里也可以用到这个设计模式来测试ArrayList与LinkedList的增删查的效率

import java.util.*;abstract class Template{();(){long start = System.currentTimeMillis();test();long end = System.currentTimeMillis();System.out.println(end – start);}}public class Test{(String[] args){Template t1 = new Template(){(){List list = new ArrayList();for(int i = 1; i < 10000 ; i++){//测试ArrayList的增list.add(0,”a”);}}};Template t2 = new Template(){(){List list = new LinkedList();for(int i = 1; i < 10000 ; i++){//测试LinkedList的增list.add(0,”a”);}}};Template t3 = new Template(){(){List list = new ArrayList();for(int i = 1; i < 10000 ; i++){list.add(“a”);}for(int i = 1; i< 10000 ; i++){//测试ArrayList的查list.get(list.size()/2);}}};Template t4 = new Template(){(){List list = new LinkedList();for(int i = 1; i < 10000 ; i++){list.add(“a”);}for(int i = 1; i< 10000 ; i++){//测试LinkedList的查list.get(list.size()/2);}}};t1.template();t2.template();t3.template();t4.template();}}

输出结果:

可以看到最终的结果: 测试ArrayList的增的时间:37ms; 测试LinkedList的增的时间:4ms;(差10倍耶!!!有木有) 测试ArrayList的查的时间:3ms;(差n倍耶!!!有木有) 测试LinkedList的查的时间:77ms;

就先写到这里……

累死累活不说,走马观花反而少了真实体验,

ArrayList与LinkedList底层实现与增删查效率比较

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