ArrayList和LinkedList的区别
ArrayList 和 LinkedList 是 Java 中常用的两种集合类,它们都实现了 List 接口,但在内部实现和性能上有一些区别。
内部实现:
ArrayList 使用数组 实现,它的元素在内存中是连续存储 的,每个元素占用固定大小的内存空间。
LinkedList 使用链表 实现,它的元素在内存中可以是分散存储的,每个元素可以有自己的大小。
随机访问:
ArrayList 支持高效的随机访问 ,因为它可以通过索引直接访问元素 ,时间复杂度为 O(1)。
LinkedList 不支持高效的随机访问,如果要访问第 N 个元素,需要从头部或尾部开始遍历链表,时间复杂度为 O(N)。
插入和删除操作:
ArrayList 在列表的中间插入或删除元素时,需要将插入或删除位置后面的元素都向后或向前移动,时间复杂度为 O(N)。
LinkedList 在列表的中间插入或删除元素时,只需要改变相邻节点的指针,时间复杂度为 O(1)。
内存占用:
ArrayList 在添加或删除元素时可能会进行数组的扩容或收缩操作,这可能会导致一些额外的内存消耗和性能损失。
LinkedList每个元素都需要额外的空间来存储指向下一个元素的指针,可能会占用更多的内存空间。
迭代器性能:
ArrayList 的迭代器性能通常比 LinkedList 的好 ,因为 ArrayList 的数据在内存中是连续存储 的,迭代时不会产生额外的指针跳转操作。
LinkedList 的迭代器性能可能较差,因为它的数据在内存中是分散存储的 ,迭代时可能会频繁地进行指针跳转。
综上所述,当需要频繁进行随机访问操作时,选择 ArrayList 更合适;当需要频繁进行插入和删除操作时,选择 LinkedList 更合适。
ArrayList集合底层原理
ArrayList 是 Java 中的一个基本数据结构,它实现了 List 接口,采用动态数组 的方式来存储元素。下面是关于 ArrayList 的详细介绍:
内部实现:
ArrayList 内部使用数组来存储元素 。数组的大小可以动态增长,以容纳新的元素。当数组容量不足以容纳新元素时,ArrayList 会自动进行扩容操作,通常会创建一个新的数组,并将原数组中的元素复制到新数组中。
随机访问:
ArrayList 支持高效的随机访问 。由于元素存储在数组中,并且数组的元素在内存中是连续存储 的,因此可以通过索引来直接访问数组中的元素。因此,访问特定位置的元素的时间复杂度是 O(1)。
插入和删除操作:
尽管 ArrayList 对随机访问操作性能良好,但对于插入和删除操作,可能会涉及移动其他元素的情况。例如,在列表的中间插入一个元素,需要将插入位置后面的元素都向后移动一个位置。因此,插入和删除操作的时间复杂度通常是 O(N)。
迭代器:
ArrayList 提供了迭代器来遍历列表中的元素。迭代器支持快速的向前遍历,并且可以在常量时间内插入或删除当前位置的元素。
内存占用:
ArrayList 的内存占用相对较小。它只需要一个数组来存储元素,因此不会产生额外的指针或引用。但是,由于可能存在扩容操作,ArrayList 可能会分配比实际需要更多的内存空间。
适用场景:
ArrayList 适用于需要频繁进行随机访问操作的情况,例如需要根据索引获取元素或更新元素的值。它也适用于那些对列表进行遍历、迭代和转换的情况。
总的来说,ArrayList 提供了一种灵活且高效的数据结构,适用于各种需要列表功能的场景。然而,需要注意的是,对于大量插入和删除操作的情况,可能会有更适合的数据结构选择,比如 LinkedList。
扩容机制:
1.利用空参创建的集合,在底层创建一个默认长度为0的数组
2.添加第一个元素时,底层会创建一个新的长度为10的数组
3.存满时,会扩容一个1.5倍
4.如果一次添加多个元素,1.5倍还放不下,则新创建数组的长度以实际为准
底层源码1
底层源码2
LinkedList集合底层原理
LinkedList 是 Java 中的一个基本数据结构,它实现了 List 接口,采用链表的方式来存储元素 。链表由一系列节点组成,每个节点包含一个数据元素以及指向下一个节点的引用。下面是关于 LinkedList 的一些详细介绍:
内部实现:
LinkedList 内部使用双向链表来存储元素 。每个节点都包含对前一个节点和后一个节点的引用 。这种双向链表结构 使得在链表中插入和删除元素的操作更加高效。
插入和删除操作:
由于链表的结构特点,LinkedList 对插入和删除操作具有良好的性能。在链表的任何位置插入或删除一个元素都可以在常量时间内完成,这是因为只需要调整相邻节点的引用。
随机访问:
与 ArrayList 不同,LinkedList 并不支持高效的随机访问。要访问链表中的特定位置的元素,必须从列表的开头或结尾开始遍历,直到找到目标位置。因此,访问特定位置的元素的时间复杂度是 O(N)。
迭代器:
LinkedList 提供了迭代器来遍历链表中的元素。这些迭代器支持快速的向前和向后移动,并且可以在常量时间内插入或删除当前位置的元素。
内存占用:
每个节点除了存储数据之外,还需要额外的空间来存储对前一个节点和后一个节点的引用。因此,相比于数组实现的 ArrayList,LinkedList 可能会占用更多的内存空间。
适用场景:
LinkedList 适用于频繁执行插入和删除操作,但不适用频繁进行随机访问的情况。例如,用作队列或栈的基础数据结构时,LinkedList 是一个很好的选择。
总的来说,LinkedList 在插入和删除操作 上具有优势,但在随机访问上性能较差。因此,在选择数据结构时,应根据具体的使用场景和需求来进行选择。