ArrayList 与 LinkedList 区别

  1. 是否线程安全:都是不同步的,也就是不保证线程安全;

  2. 底层数据结构:ArrayList 底层使用的是 Object[] 数组;LinkedList 使用的是双向链表数据结构(JDK1.6前为双向循环链表,JDK1.7后取消了循环);

  3. 插入删除影响:① ArrayList 采用数组存储,因此插入和删除元素的时间复杂度都受元素位置的影响。比如:执行 add(E e) 方法的时候, ArrayList 会默认将该元素追加到此列表的末尾,这种情况的时间复杂度就是 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)),那么时间复杂度就为 O(n-i),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/前位移一位的操作。 ② LinkedList 采用的是链表存储,所以插入、删除元素时间复杂度不受元素位置的影响,都是近似 O(1),而数组为近似 O(n);

  4. 快速随机访问: LinkedList 不支持高效的随机元素访问,而 ArrayList 支持,所谓快速随机访问,是通过元素的序号来定位元素对象 (对应get(int index)方法);

  5. 内存空间占用: ArrayList 的空间浪费,主要体现在 List 列表的结尾,会预留一定的空间容量;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,这是由于直接后继和直接前驱的存在。

关于 RandomAccess 接口

public interface RandomAccess {
}

查看源码可以看到, RandomAccess 接口中什么都没有定义。所以,这就是个标识接口,标识那些实现了这个接口的类,具有随机访问的功能。

binarySearch() 方法中,它要判断传入的 List 是否是 RamdomAccess 的实例。如果是,则调用 indexedBinarySearch() 方法;如果不是,那么就调用 iteratorBinarySearch() 方法

    public static <T> int binarySearch(List<? extends Comparable<? super T>> list, T key) {
        if (list instanceof RandomAccess || list.size()<BINARYSEARCH_THRESHOLD)
            return Collections.indexedBinarySearch(list, key);
        else
            return Collections.iteratorBinarySearch(list, key);
    }

ArrayList 实现了 RandomAccess 接口, 而 LinkedList 没有实现。为什么呢?还是和底层数据结构有关。ArrayList 底层是数组,而 LinkedList 底层是链表。数组天然支持随机访问,时间复杂度为 O(1),所以支持快速随机访问。而链表需要遍历到特定的位置,才能访问特定位置的元素,时间复杂度为 O(n),所以不是快速高效的随机访问。

ArrayList 实现了 RandomAccess 接口,表明了具有快速随机访问的功能。不过 RandomAccess 接口只是一个标识,并不是说 ArrayList 实现 RandomAccess 接口,才具有快速随机访问的功能!

总结 List 的遍历方式选择:

  • 实现了 RandomAccess 接口的 list,优先选择普通 for 循环 ,其次 foreach;
  • 未实现 RandomAccess 接口的 ist, 优先选择 iterator 遍历(foreach 遍历底层也是通过 iterator 实现的),大 size 的数据,千万不要使用普通 for 循环。

关于双向链表和双向循环链表

双向链表

双向链表: 包含两个指针,一个 prev 指针指向前一个节点(第一个 prev 指向 nil),一个 next 指针指向后一个节点(最后一个 next 同样指向 nil);

双向循环链表: 最后一个节点的 next 指针指向第一个节点的 head,而第一个节点的 head 的 prev 指针指向最后一个节点,所以是构成一个循环。

双向循环链表
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