ArrayList vs. LinkedList vs. Vector

1. List概覽

List，就像它的名字暗示的同樣，是一組排列有序的元素。當咱們討論List的時候，很容易將它和Set做比較。Set是一組惟一的並且排列無序的元素。

下圖是集合類的層次結構圖。你能夠整體上知道咱們今天討論的主題。

2. ArrayList vs. LinkedList vs. Vector

從上圖可知，它們都實現了List接口。它們的用法差很少，主要的區別在於它們對於不一樣操做的操做速度不一樣。

ArrayList是能夠改變大小的數組。當有元素添加到ArrayList中去時，它的大小動態的增長。元素能夠直接經過get()和set() 方法進行訪問，由於ArrayList其實是數組。LinkedList是個雙向鏈表。它的add()和remove()方法比ArrayList快， 可是get()和set()方法卻比ArrayList慢。Vector和ArrayList相似，可是Vector是同步的。若是在線程安全的環境下， 使用ArrayList是更好的選擇。添加元素的時候，當超過初始容量的時候，Vector和ArrayList須要更多的空間：Vector須要將數組 的大小增長一倍，而ArrayList須要增長50%。

LinkedList還實現了Queue接口，這樣就比ArrayList和Vector多出了一些方法如offer(), peek(), poll()等。

注意：ArrayList的初始容量(initial capacity)很小。咱們應該設置一個比較大的初始容量，這樣能夠避免從新改變大小。

3. ArrayList的例子

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

ArrayList al =     new     ArrayList(); al.add(     3     ); al.add(     2     );      al.add(     1     ); al.add(     4     ); al.add(     5     ); al.add(     6     ); al.add(     6     );   Iterator iter1 = al.iterator(); while     (iter1.hasNext()){          System.out.println(iter1.next()); }

4. LinkedList的例子

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

LinkedList ll =     new     LinkedList(); ll.add(     3     ); ll.add(     2     );      ll.add(     1     ); ll.add(     4     ); ll.add(     5     ); ll.add(     6     ); ll.add(     6     );   Iterator iter2 = ll.iterator(); while     (iter2.hasNext()){          System.out.println(iter2.next()); }

由上可見，它們的用法相同，主要的區別在於它們內部的實現，以及操做的複雜度的不一樣。

5. Vector

Vector幾乎和ArrayList相等，主要的區別在於Vector是同步的。正由於此，Vector比ArrayList的開銷更大。一般大部分程序員都使用ArrayList，他們能夠本身寫代碼進行同步。

6. ArrayList vs. LinkedList的性能比較

時間複雜度以下：

* 表中的add()指的是add(E e)(便是在列表末尾添加元素)，remove()方法指的是remove(int index)。

ArrayList對於任意索引的插入/刪除操做的時間複雜度是O(n)，而在列表的尾部的操做時間爲O(1)。

LinkedList對於任意索引的插入/刪除操做的時間複雜度是O(n)，而在列表的頭部或尾部的操做時間爲O(1)。

（譯者注：這裏原文解釋的不是太清楚。對於任意索引的插入/刪除操做

Arrays:

• 找到插入/刪除位置的時間複雜度是O(1)

• 進行插入/刪除操做的時間複雜度是O(n)

Linked Lists:

• 找到插入/刪除位置的時間複雜度是O(n)

• 進行插入/刪除操做的時間複雜度是O(1)

）

我使用下面的代碼測試它們的性能：

package javaBasic;

import java.util.ArrayList;
import java.util.LinkedList;

public class ArrayListVSLinkedList {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<Integer>();
        LinkedList<Integer> linkedList = new LinkedList<Integer>();

        // ArrayList add
        long startTime = System.nanoTime();

        for (int i = 0; i < 100000; i++) {
            arrayList.add(i);
        }
        long endTime = System.nanoTime();
        long duration = endTime - startTime;
        System.out.println("ArrayList add:  " + duration);

        // LinkedList add
        startTime = System.nanoTime();

        for (int i = 0; i < 100000; i++) {
            linkedList.add(i);
        }
        endTime = System.nanoTime();
        duration = endTime - startTime;
        System.out.println("LinkedList add: " + duration);

        // ArrayList get
        startTime = System.nanoTime();

        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            arrayList.get(i);
        }
        endTime = System.nanoTime();
        duration = endTime - startTime;
        System.out.println("ArrayList get:  " + duration);

        // LinkedList get
        startTime = System.nanoTime();

        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            linkedList.get(i);
        }
        endTime = System.nanoTime();
        duration = endTime - startTime;
        System.out.println("LinkedList get: " + duration);

        // ArrayList remove
        startTime = System.nanoTime();

        for (int i = 9999; i >= 0; i--) {
            arrayList.remove(i);
        }
        endTime = System.nanoTime();
        duration = endTime - startTime;
        System.out.println("ArrayList remove:  " + duration);

        // LinkedList remove
        startTime = System.nanoTime();

        for (int i = 9999; i >= 0; i--) {
            linkedList.remove(i);
        }
        endTime = System.nanoTime();
        duration = endTime - startTime;
        System.out.println("LinkedList remove: " + duration);
    }

}

輸出以下:

ArrayList add:  135335877
LinkedList add: 52054821
ArrayList get:  539366
LinkedList get: 209043151
ArrayList remove:  608561973
LinkedList remove: 212236791

它們的性能的差異很顯著。LinkedList對於add()和remove()相對於ArrayList要快，可是get()要慢些。按照複雜度 以及測試結果來看，咱們很容易知道何時該使用ArrayList，何時該使用LinkedList。簡而言之，下面的狀況該使用 LinkedList：

• 若是沒有大量的隨機訪問

• 若是有不少add/remove的操做