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Java 中 LinkedList 和 ArrayList 的区别

在 Java 编程中,LinkedListArrayList都是常用的数据结构,用于存储和操作一组元素。它们在实现方式和性能特点上存在一些显著的区别。本文将详细介绍LinkedListArrayList的区别,以帮助开发者在不同的场景下做出合适的选择。

一、底层数据结构

  1. ArrayList:底层是基于动态数组实现的。动态数组在内存中是一块连续的存储区域,这使得随机访问元素非常高效,因为可以通过索引直接计算出元素的内存地址。
  2. LinkedList:底层是基于双向链表实现的。双向链表由一系列节点组成,每个节点包含一个元素以及指向前一个和后一个节点的引用。这种结构在插入和删除元素时非常高效,因为只需要调整几个节点的引用即可,不需要像数组那样移动大量的元素。

二、随机访问性能

  1. ArrayList:由于底层是数组,所以随机访问元素的时间复杂度为 O(1),非常快。例如,要获取ArrayList中的第n个元素,只需要通过索引直接访问对应的内存地址即可。
  2. LinkedList:双向链表的随机访问性能较差,时间复杂度为 O(n)。因为要获取第n个元素,需要从链表的头节点或尾节点开始遍历,依次经过n个节点才能找到目标元素。

三、插入和删除性能

  1. ArrayList:在数组中间插入或删除元素时,需要移动大量的元素以保持数组的连续性。因此,插入和删除操作的时间复杂度为 O(n),其中n是数组的长度。但是,如果在数组末尾进行插入或删除操作,时间复杂度为 O(1),因为不需要移动其他元素。
  2. LinkedList:在链表中间插入或删除元素时,只需要调整几个节点的引用即可,时间复杂度为 O(1)。因此,LinkedList在插入和删除操作方面比ArrayList更高效。

四、内存占用

  1. ArrayList:由于底层是数组,所以在创建ArrayList时会预先分配一定的内存空间。如果存储的元素数量较少,可能会造成一定的内存浪费。此外,当数组已满需要扩容时,会创建一个新的更大的数组,并将原数组中的元素复制到新数组中,这也会消耗一定的时间和内存。
  2. LinkedList:每个节点都需要额外的内存来存储指向前一个和后一个节点的引用,因此LinkedList的内存占用相对较高。但是,LinkedList不需要预先分配内存,可以根据需要动态地增加或减少节点。

五、适用场景

  1. ArrayList:适用于需要频繁随机访问元素的场景,例如遍历列表、查找特定元素等。如果已知列表的大小不会发生太大变化,或者只在列表末尾进行插入和删除操作,那么ArrayList是一个不错的选择。
  2. LinkedList:适用于需要频繁插入和删除元素的场景,例如实现队列、栈等数据结构。如果列表的大小可能会发生很大变化,或者需要在列表中间进行插入和删除操作,那么LinkedList会更加高效。

综上所述,ArrayListLinkedList在底层数据结构、随机访问性能、插入和删除性能、内存占用和适用场景等方面存在明显的区别。在实际编程中,开发者应根据具体的需求选择合适的数据结构,以提高程序的性能和效率。


原文地址:https://blog.csdn.net/dawn191228/article/details/142829879

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