ArrayList和Array、LinkedList、Vector 间的区别

一、ArrayList 和 Array 的区别

ArrayList 内部基于动态数组实现,比 Array(静态数组) 使用起来更加灵活:

  • ArrayList 会根据实际存储的元素动态地扩容或缩容,而 **Array**被创建之后就不能改变它的长度了。
  • ArrayList 允许你使用泛型来确保类型安全,**Array**则不可以。
  • ArrayList 中只能存储对象。对于基本类型数据,需要使用其对应的包装类(如 Integer、Double 等)。**Array**可以直接存储基本类型数据,也可以存储对象。
  • ArrayList 支持插入、删除、遍历等常见操作,并且提供了丰富的 API 操作方法,比如 add()remove()等。**Array**只是一个固定长度的数组,只能按照下标访问其中的元素,不具备动态添加、删除元素的能力。
  • ArrayList 创建时不需要指定大小,而 Array 创建时必须指定大小。

以下是两者之间的对比:

ArrayList:

java 复制代码
// 初始化一个 String 类型的 ArrayList
 ArrayList<String> stringList = new ArrayList<>(Arrays.asList("hello", "world", "!"));

// 添加元素到 ArrayList 中
 stringList.add("goodbye");
 System.out.println(stringList); // [hello, world, !, goodbye]

 // 修改 ArrayList 中的元素
 stringList.set(0, "hi");
 System.out.println(stringList); // [hi, world, !, goodbye]

 // 删除 ArrayList 中的元素
 stringList.remove(0);
 System.out.println(stringList); // [world, !, goodbye]

Array:

java 复制代码
 // 初始化一个 String 类型的数组
 String[] stringArr = new String[]{"hello", "world", "!"};

 // 修改数组元素的值
 stringArr[0] = "goodbye";
 System.out.println(Arrays.toString(stringArr)); // [goodbye, world, !]

 // 删除数组中的元素,需要手动移动后面的元素
 for (int i = 0; i < stringArr.length - 1; i++) {
     stringArr[i] = stringArr[i + 1];
 }
 stringArr[stringArr.length - 1] = null;
 System.out.println(Arrays.toString(stringArr)); // [world, !, null]

二、ArrayList 和 LinkedList 的区别

从以下几个方面来比较:

  • 线程安全方面: ArrayListLinkedList 都是不同步的,也就是非线程安全;
  • 底层数据结构方面: ArrayList 底层使用的是 Object 数组LinkedList 底层使用的是 双向链表 数据结构(JDK1.6 之前为循环链表,JDK1.7 取消了循环。注意双向链表和双向循环链表的区别,下面有介绍到!)
  • 插入和删除是否受元素位置的影响:
    • ArrayList 采用数组存储,所以插入和删除元素的时间复杂度受元素位置的影响。 比如:执行add(E e)方法的时候, ArrayList 会默认在将指定的元素追加到此列表的末尾,这种情况时间复杂度就是 O(1)。但是如果要在指定位置 i 插入和删除元素的话(add(int index, E element)),时间复杂度就为 O(n)。因为在进行上述操作的时候集合中第 i 和第 i 个元素之后的(n-i)个元素都要执行向后位/向前移一位的操作。
    • LinkedList 采用链表存储,所以在头尾插入或者删除元素不受元素位置的影响(add(E e)addFirst(E e)addLast(E e)removeFirst()removeLast()),时间复杂度为 O(1),如果是要在指定位置 i 插入和删除元素的话(add(int index, E element)remove(Object o),remove(int index)), 时间复杂度为 O(n) ,因为需要先移动到指定位置再插入和删除。
  • 是否支持快速随机访问: LinkedList 不支持高效的随机元素访问,而 ArrayList(实现了 RandomAccess 接口) 支持。快速随机访问就是通过元素的序号快速获取元素对象(对应于get(int index)方法)。
  • 内存空间占用: ArrayList 的空间浪费主要体现在在 list 列表的结尾会预留一定的容量空间,而 LinkedList 的空间花费则体现在它的每一个元素都需要消耗比 ArrayList 更多的空间(因为要存放直接后继和直接前驱以及数据)。

我们在项目中一般是不会使用到 LinkedList 的,需要用到 LinkedList 的场景几乎都可以使用 ArrayList 来代替,并且,性能通常会更好!

补充:双向链表双向循环链表

双向链表: 包含两个指针,一个 prev 指向前一个节点,一个 next 指向后一个节点。

双向循环链表: 最后一个节点的 next 指向 head,而 head 的 prev 指向最后一个节点,构成一个环。

三、ArrayList 和 Vector 的区别

  • ArrayListList 的主要实现类,底层使用 Object[]存储,适用于频繁的查找工作,线程不安全 。
  • VectorList 的古老实现类,底层使用Object[] 存储,线程安全。
  • ArrayList 在内存不够时默认是扩展 50% + 1 个, Vector 是默认扩展 1 倍。
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