Java 中的 ArrayList 和 LinkedList 有什么区别?

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Java 开发人员经常使用数据结构 ArrayList 和 LinkedList 来存储和处理数据集合。由于它们在底层实现和性能特征上的差异，它们更适合某些用例。在本教程中，我们将研究 ArrayList 和 LinkedList 的性能、内存要求和使用情况以及它们之间的差异。在本教程结束时，您将更好地了解在 Java 项目中何时使用 ArrayList 以及何时使用 LinkedList。

Java 中的 Arraylist

在 Java 中，ArrayList 是一种动态数组数据结构，使用户能够以列表式样式存储和操作元素。对于某些应用程序来说，ArrayList 比标准数组更具适应性和通用性，因为它的大小可以实时更改。

任何数据类型，包括整数和双精度等简单数据类型以及对象等更复杂的数据类型，都可以在 ArrayList 中拥有元素。与普通数组类似，ArrayList 的元素可以使用索引访问，但 ArrayList 类提供了用于添加、删除和修改列表元素的其他方法。

使用 ArrayList 的优势

以下是在 Java 中使用 ArrayList 的优势:

动态调整大小:ArrayList 与常规数组不同，可以在运行时动态调整大小，允许您根据需要添加或删除元素。
灵活:ArrayList 比数组更具适应性，因为它们可以包含任何数据类型的元素，包括对象。
易于使用:ArrayList 带有许多内置方法，可用于添加、删除和更改列表中的成员，使其易于使用使用。
快速访问:ArrayLists 与传统数组一样，允许通过索引快速随机访问列表元素。

使用 ArrayList 的缺点

以下是在 Java 中使用 ArrayList 的缺点:

性能受损:在数组列表中间添加或删除成员会使使用 arraylist 比使用传统数组更慢。
内存使用量增加:由于其动态调整大小和额外的内部数据结构，ArrayLists 比普通数组使用更多的内存。
类型安全:由于 ArrayLists 不提供编译时类型安全，因此可以向列表中添加元素类型不正确。
缺乏定义的大小:ArrayLists 与传统数组不同，缺乏固定的大小，因此可能会错误地添加过多元素并耗尽内存。

Java 中的 LinkedList

LinkedList 是计算机科学中使用的一种数据结构，它组织组件列表(称为节点)，以便每个节点指向其后的节点。与 ArrayList 不同，LinkedList 不会为其每个元素分配连续的内存块。相反，LinkedList 中的每个节点都会存储一个包含对列表中后续节点的引用的对象。

LinkedList 的初始节点和最后一个节点分别称为头节点和尾节点。每个节点中都存在 data 字段(用于保存元素的值)和 next 字段(用于存储列表中其后节点的引用)。

堆栈、队列和图形只是使用链表可以实现的众多数据结构的几个示例。它们比数组更具适应性，因为它们可用于有效地从列表的开头、中间或结尾添加或删除成员。但是，由于必须从列表的开头到所需元素按顺序访问每个成员，因此对于随机访问操作，链表可能比数组慢。

在 Java 中使用 LinkedList 的优势

以下是在 Java 中使用 LinkedList 的优势:

动态调整大小:与 ArrayList 类似，LinkedList 允许动态运行时调整大小，允许您根据需要添加或删除组件。
有效的插入和删除:在列表的开头或结尾添加或删除成员时，链表提供快速的插入和删除操作。
易于实现:与树和图等其他数据结构相比，LinkedList 相对简单实现。
节省内存:与 ArrayList 不同，LinkedList 不需要连续的内存分配，在某些情况下，这可能会使它们更节省内存。

在 Java 中使用 LinkedList 的缺点

以下是在 Java 中使用 LinkedList 的缺点:

随机访问速度慢:对于随机访问操作，链表可能比数组慢，因为必须按顺序从列表的开头遍历每个元素到所需元素。
更多内存开销:由于每个节点都需要对下一个节点的单独引用，因此链表比数组使用更多内存来存储相同数量的元素。
没有内置排序: 由于 LinkedLists 缺乏像 ArrayLists 那样的内置排序功能，因此对列表元素进行排序可能更具挑战性。

ArrayList 与 LinkedList 的示例

以下示例演示了 Java 中 ArrayList 与 LinkedList 的不同之处:

import java.util.ArrayList;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
public class JavaTester {
   public static void main(String args[]) {
      List list = new ArrayList<>();
      list.add("A");
      list.add("B");
      list.add("C");
      list.add("D");
      List list1 = new LinkedList<>();
      list1.add("A");
      list1.add("B");
      list1.add("C");
      list1.add("D");
      System.out.println(list);
      System.out.println(list1);
   }
}

输出

它将产生以下输出

Note: JavaTester.java uses unchecked or unsafe operations.
Note: Recompile with -Xlint:unchecked for details.
[A, B, C, D]
[A, B, C, D]

Java 中的 ArrayList 与 LinkedList

下表重点介绍了 Java 中 ArrayList 和 LinkedList 之间的主要区别:

ArrayList	LinkedList
ArrayList 内部将元素保存在动态数组中。	在内部，LinkedList 将元素存储在双向链接列表中。
由于 ArrayList 在内部使用数组，因此对其进行操作会比较缓慢。如果从数组中删除任何元素，则数组中所有剩余元素都会在内存中移位。	由于使用了双向链表，无需进行内存位移，因此使用 LinkedList 进行操作比 ArrayList 更快。
由于它仅实现 List，因此 ArrayList 类只能用作列表。	由于它实现了 List 和 Deque 接口，因此 LinkedList 类可以同时用作列表和队列。
使用 LinkedList 可以更好地进行数据操作。
ArrayList 元素的内存位置是连续的。	链接列表的组件在位置方面不具有传染性。
通常，在建立数组列表时，会为其指定 10 的默认容量。	对于链接列表，没有默认容量之类的东西。初始化 LinkedList 时，会生成一个空列表。
确切地说，ArrayList 是一个可调整大小的数组。	列表接口的双向链接列表由 LinkedList 实现。

结论

总之，流行的 Java 数据结构 ArrayList 和 LinkedList 各有其特定的优缺点。在需要快速访问项目且元素不经常添加或删除的情况下，您更愿意使用 ArrayList。另一方面，当组件的顺序至关重要并且需要频繁添加或删除元素时，LinkedList 是最佳选择。

为了实现最佳性能，选择适合您独特用例的正确数据结构至关重要。通过理解 ArrayList 和 LinkedList 之间的差异，您可以做出明智的选择并创建有效的程序。

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