Когда использовать LinkedList поверх ArrayList в Java?
Я всегда был один, чтобы просто использовать:
List<String> names = new ArrayList<>();
Я использую интерфейс в качестве имени типа для переносимости, поэтому, когда я задаю такие вопросы, я могу переделать свой код.
Когда следует LinkedList использоваться более ArrayList и наоборот?
35 ответов
Резюме ArrayList с ArrayDeque предпочтительнее в гораздо большем числе случаев, чем LinkedList, Если вы не уверены - просто начните с ArrayList,
LinkedList а также ArrayList две разные реализации интерфейса List. LinkedList реализует его с помощью двусвязного списка. ArrayList реализует его с помощью динамически изменяемого размера массива.
Как и в случае со стандартными связанными списками и операциями с массивами, различные методы будут иметь разные алгоритмические среды выполнения.
За LinkedList<E>
get(int index)равно O(n) (в среднем n/4 шагов)add(E element)является O(1)add(int index, E element)равно O(n) (в среднем n/4 шагов), но O(1), когдаindex = 0<--- главное преимуществоLinkedList<E>remove(int index)равно O(n) (в среднем n/4 шагов)Iterator.remove()является O(1). <--- главное преимуществоLinkedList<E>ListIterator.add(E element)это O(1) Это одно из основных преимуществLinkedList<E>
Примечание. Многие операции требуют в среднем n/4 шагов, в лучшем случае постоянное количество шагов (например, index = 0) и n/2 шагов в худшем случае (середина списка)
За ArrayList<E>
get(int index)O(1) <--- главное преимуществоArrayList<E>add(E element)O(1) амортизируется, но O(n) в худшем случае, так как размер массива должен быть изменен и скопированadd(int index, E element)равно O(n) (в среднем n/2 шагов)remove(int index)равно O(n) (в среднем n/2 шагов)Iterator.remove()равно O(n) (в среднем n/2 шагов)ListIterator.add(E element)равно O(n) (в среднем n/2 шагов)
Примечание. Многие операции требуют в среднем n/2 шагов, постоянное количество шагов в лучшем случае (конец списка), n шагов в худшем случае (начало списка)
LinkedList<E> допускает вставки или удаления в постоянное время с использованием итераторов, но только последовательный доступ к элементам. Другими словами, вы можете перемещаться по списку вперед или назад, но нахождение позиции в списке занимает время, пропорциональное размеру списка. Javadoc говорит, что "операции, индексирующие в списке, будут проходить по списку с начала или конца, в зависимости от того, что ближе", поэтому эти методы в среднем O(n) (n/4 шага), хотя O(1) для index = 0,
ArrayList<E> с другой стороны, разрешить быстрый произвольный доступ для чтения, так что вы можете получить любой элемент за постоянное время. Но добавление или удаление из любого места, кроме конца, требует сдвига всех последних элементов, чтобы сделать отверстие или заполнить пробел. Кроме того, если вы добавляете больше элементов, чем емкость основного массива, выделяется новый массив (в 1,5 раза больше размера), и старый массив копируется в новый, поэтому добавление в ArrayList O(n) в худшем случае, но постоянная в среднем.
Таким образом, в зависимости от операций, которые вы намереваетесь выполнить, вы должны выбрать соответствующие реализации. Итерации по любому из списков практически одинаково дешевы. (Перебирая ArrayList технически быстрее, но если вы не делаете что-то действительно чувствительное к производительности, вам не стоит об этом беспокоиться - они оба константы.)
Основные преимущества использования LinkedList возникают при повторном использовании существующих итераторов для вставки и удаления элементов. Эти операции затем можно выполнить в O(1), изменив список только локально. В списке массивов остаток массива необходимо переместить (т.е. скопировать). С другой стороны, ищет в LinkedList означает переход по ссылкам в O(n) (n/2 шага) в худшем случае, тогда как в ArrayList желаемая позиция может быть вычислена математически и доступна в O(1).
Еще одно преимущество использования LinkedList возникают, когда вы добавляете или удаляете из заголовка списка, так как эти операции O(1), в то время как они O(n) для ArrayList, Обратите внимание, что ArrayDeque может быть хорошей альтернативой LinkedList для добавления и удаления из головы, но это не List,
Кроме того, если у вас большие списки, имейте в виду, что использование памяти также отличается. Каждый элемент LinkedList имеет больше накладных расходов, так как указатели на следующий и предыдущий элементы также сохраняются. ArrayLists не надо накладных расходов Тем не мение, ArrayLists занимает столько памяти, сколько выделено для емкости, независимо от того, были ли элементы фактически добавлены.
Начальная емкость по умолчанию ArrayList довольно маленький (10 из Java 1.4 - 1.8). Но поскольку базовая реализация представляет собой массив, размер массива должен быть изменен, если вы добавляете много элементов. Чтобы избежать высокой стоимости изменения размера, когда вы знаете, что собираетесь добавить много элементов, создайте ArrayList с более высокой начальной емкостью.
Пока что никто не обращал внимания на объем памяти каждого из этих списков, кроме общего консенсуса о том, что LinkedList "намного больше", чем ArrayList таким образом, я сделал некоторое сжатие чисел, чтобы точно показать, сколько оба списка занимают для N пустых ссылок.
Поскольку в их относительных системах ссылки бывают 32- или 64-битными (даже если они равны нулю), я включил 4 набора данных для 32- и 64-битных систем. LinkedLists а также ArrayLists,
Примечание: размеры указаны для ArrayList строки для обрезанных списков - на практике емкость массива поддержки в ArrayList обычно больше текущего количества элементов.
Примечание 2: (спасибо BeeOnRope) Поскольку CompressedOops теперь используется по умолчанию начиная с середины JDK6 и выше, приведенные ниже значения для 64-разрядных компьютеров будут в основном соответствовать их 32-разрядным аналогам, если, конечно, вы специально не отключите его.
Результат ясно показывает, что LinkedList это намного больше, чем ArrayListособенно с очень большим количеством элементов. Если память является фактором, держитесь подальше от LinkedLists,
Формулы, которые я использовал, следуют, дайте мне знать, если я сделал что-то не так, и я исправлю это. "b" - это 4 или 8 для 32- или 64-разрядных систем, а "n" - количество элементов. Обратите внимание, что причина для модов в том, что все объекты в java будут занимать кратное 8 байт пространство независимо от того, все они используются или нет.
ArrayList:
ArrayList object header + size integer + modCount integer + array reference + (array oject header + b * n) + MOD(array oject, 8) + MOD(ArrayList object, 8) == 8 + 4 + 4 + b + (12 + b * n) + MOD(12 + b * n, 8) + MOD(8 + 4 + 4 + b + (12 + b * n) + MOD(12 + b * n, 8), 8)
LinkedList:
LinkedList object header + size integer + modCount integer + reference to header + reference to footer + (node object overhead + reference to previous element + reference to next element + reference to element) * n) + MOD(node object, 8) * n + MOD(LinkedList object, 8) == 8 + 4 + 4 + 2 * b + (8 + 3 * b) * n + MOD(8 + 3 * b, 8) * n + MOD(8 + 4 + 4 + 2 * b + (8 + 3 * b) * n + MOD(8 + 3 * b, 8) * n, 8)
ArrayList это то, что вы хотите. LinkedList это почти всегда (производительность) ошибка.
Зачем LinkedList отстой:
- Он использует множество небольших объектов памяти и, следовательно, влияет на производительность всего процесса.
- Множество мелких объектов плохо влияют на локальность кэша.
- Любая индексированная операция требует обхода, то есть имеет производительность O(n). Это не очевидно в исходном коде, что приводит к тому, что алгоритмы O(n) работают медленнее, чем если бы
ArrayListиспользовался. - Получить хорошую производительность сложно.
- Даже когда производительность Big-O такая же, как
ArrayListэто, вероятно, будет значительно медленнее в любом случае. - Это неприятно видеть
LinkedListв источнике, потому что это, вероятно, неправильный выбор.
Algorithm ArrayList LinkedList
seek front O(1) O(1)
seek back O(1) O(1)
seek to index O(1) O(N)
insert at front O(N) O(1)
insert at back O(1) O(1)
insert after an item O(N) O(1)
Алгоритмы: большие обозначения
ArrayLists хороши для записи один раз для чтения или добавления, но плохо подходят для добавления / удаления спереди или посередине.
Как человек, который занимается проектированием операционной производительности в очень крупномасштабных веб-сервисах SOA около десяти лет, я бы предпочел поведение LinkedList, а не ArrayList. Хотя постоянная пропускная способность LinkedList хуже и, следовательно, может привести к покупке большего количества оборудования, поведение ArrayList под давлением может привести к тому, что приложения в кластере будут расширять свои массивы практически синхронно, а для больших размеров массива может привести к отсутствию отзывчивости. в приложении и отключении, находясь под давлением, что является катастрофическим поведением.
Точно так же вы можете получить лучшую пропускную способность в приложении из стандартного сборщика мусора с пропускной способностью по умолчанию, но как только вы получите java-приложения с кучей 10 ГБ, вы можете заблокировать приложение на 25 секунд во время полного GC, что приводит к тайм-аутам и сбоям в приложениях SOA и дует ваши SLA, если это происходит слишком часто. Несмотря на то, что сборщик CMS потребляет больше ресурсов и не достигает той же исходной пропускной способности, это гораздо лучший выбор, поскольку он имеет более предсказуемое и меньшее время ожидания.
ArrayList - лучший выбор для производительности, если все, что вы подразумеваете под производительностью, это пропускная способность и вы можете игнорировать задержки. По своему опыту на работе я не могу игнорировать задержку в худшем случае.
Джошуа Блох, автор LinkedList:
Кто-нибудь на самом деле использует LinkedList? Я написал это, и я никогда не использую это.
Ссылка: https://twitter.com/joshbloch/status/583813919019573248
Я прошу прощения за то, что я не настолько информативен, как другие ответы, но я подумал, что он будет самым интересным и не требующим пояснений.
Да, я знаю, это древний вопрос, но я добавлю два моих цента:
LinkedList - почти всегда неправильный выбор с точки зрения производительности. Есть некоторые очень специфические алгоритмы, для которых требуется LinkedList, но они очень, очень редки, и алгоритм обычно будет конкретно зависеть от способности LinkedList относительно быстро вставлять и удалять элементы в середине списка, как только вы перейдете туда с ListIterator.
Существует один общий случай использования, в котором LinkedList превосходит ArrayList: это очереди. Однако, если ваша цель - производительность, вместо LinkedList вы должны также рассмотреть возможность использования ArrayBlockingQueue (если вы можете заранее определить верхнюю границу размера очереди и можете позволить себе выделять всю память заранее) или эту реализацию CircularArrayList, (Да, это с 2001 года, так что вам нужно будет его обобщить, но я получил сопоставимые коэффициенты производительности с тем, что только что цитировалось в статье в недавней JVM)
Это вопрос эффективности. LinkedList быстр для добавления и удаления элементов, но медленный доступ к определенному элементу. ArrayList быстро для доступа к определенному элементу, но может быть медленным, чтобы добавить к любому концу, и особенно медленно, чтобы удалить в середине.
Массив vs ArrayList vs LinkedList vs Vector более детален, как и Linked List.
Верно или неправильно: Пожалуйста, выполните тест на месте и решите сами!
Редактировать / Удалить быстрее в LinkedList чем ArrayList,
ArrayList, при поддержке Array, который должен быть в два раза больше, хуже в приложениях большого объема.
Ниже приведен результат модульного теста для каждой операции. Время указывается в наносекундах.
Operation ArrayList LinkedList
AddAll (Insert) 101,16719 2623,29291
Add (Insert-Sequentially) 152,46840 966,62216
Add (insert-randomly) 36527 29193
remove (Delete) 20,56,9095 20,45,4904
contains (Search) 186,15,704 189,64,981
Вот код:
import org.junit.Assert;
import org.junit.Test;
import java.util.*;
public class ArrayListVsLinkedList {
private static final int MAX = 500000;
String[] strings = maxArray();
////////////// ADD ALL ////////////////////////////////////////
@Test
public void arrayListAddAll() {
Watch watch = new Watch();
List<String> stringList = Arrays.asList(strings);
List<String> arrayList = new ArrayList<String>(MAX);
watch.start();
arrayList.addAll(stringList);
watch.totalTime("Array List addAll() = ");//101,16719 Nanoseconds
}
@Test
public void linkedListAddAll() throws Exception {
Watch watch = new Watch();
List<String> stringList = Arrays.asList(strings);
watch.start();
List<String> linkedList = new LinkedList<String>();
linkedList.addAll(stringList);
watch.totalTime("Linked List addAll() = "); //2623,29291 Nanoseconds
}
//Note: ArrayList is 26 time faster here than LinkedList for addAll()
///////////////// INSERT /////////////////////////////////////////////
@Test
public void arrayListAdd() {
Watch watch = new Watch();
List<String> arrayList = new ArrayList<String>(MAX);
watch.start();
for (String string : strings)
arrayList.add(string);
watch.totalTime("Array List add() = ");//152,46840 Nanoseconds
}
@Test
public void linkedListAdd() {
Watch watch = new Watch();
List<String> linkedList = new LinkedList<String>();
watch.start();
for (String string : strings)
linkedList.add(string);
watch.totalTime("Linked List add() = "); //966,62216 Nanoseconds
}
//Note: ArrayList is 9 times faster than LinkedList for add sequentially
/////////////////// INSERT IN BETWEEN ///////////////////////////////////////
@Test
public void arrayListInsertOne() {
Watch watch = new Watch();
List<String> stringList = Arrays.asList(strings);
List<String> arrayList = new ArrayList<String>(MAX + MAX / 10);
arrayList.addAll(stringList);
String insertString0 = getString(true, MAX / 2 + 10);
String insertString1 = getString(true, MAX / 2 + 20);
String insertString2 = getString(true, MAX / 2 + 30);
String insertString3 = getString(true, MAX / 2 + 40);
watch.start();
arrayList.add(insertString0);
arrayList.add(insertString1);
arrayList.add(insertString2);
arrayList.add(insertString3);
watch.totalTime("Array List add() = ");//36527
}
@Test
public void linkedListInsertOne() {
Watch watch = new Watch();
List<String> stringList = Arrays.asList(strings);
List<String> linkedList = new LinkedList<String>();
linkedList.addAll(stringList);
String insertString0 = getString(true, MAX / 2 + 10);
String insertString1 = getString(true, MAX / 2 + 20);
String insertString2 = getString(true, MAX / 2 + 30);
String insertString3 = getString(true, MAX / 2 + 40);
watch.start();
linkedList.add(insertString0);
linkedList.add(insertString1);
linkedList.add(insertString2);
linkedList.add(insertString3);
watch.totalTime("Linked List add = ");//29193
}
//Note: LinkedList is 3000 nanosecond faster than ArrayList for insert randomly.
////////////////// DELETE //////////////////////////////////////////////////////
@Test
public void arrayListRemove() throws Exception {
Watch watch = new Watch();
List<String> stringList = Arrays.asList(strings);
List<String> arrayList = new ArrayList<String>(MAX);
arrayList.addAll(stringList);
String searchString0 = getString(true, MAX / 2 + 10);
String searchString1 = getString(true, MAX / 2 + 20);
watch.start();
arrayList.remove(searchString0);
arrayList.remove(searchString1);
watch.totalTime("Array List remove() = ");//20,56,9095 Nanoseconds
}
@Test
public void linkedListRemove() throws Exception {
Watch watch = new Watch();
List<String> linkedList = new LinkedList<String>();
linkedList.addAll(Arrays.asList(strings));
String searchString0 = getString(true, MAX / 2 + 10);
String searchString1 = getString(true, MAX / 2 + 20);
watch.start();
linkedList.remove(searchString0);
linkedList.remove(searchString1);
watch.totalTime("Linked List remove = ");//20,45,4904 Nanoseconds
}
//Note: LinkedList is 10 millisecond faster than ArrayList while removing item.
///////////////////// SEARCH ///////////////////////////////////////////
@Test
public void arrayListSearch() throws Exception {
Watch watch = new Watch();
List<String> stringList = Arrays.asList(strings);
List<String> arrayList = new ArrayList<String>(MAX);
arrayList.addAll(stringList);
String searchString0 = getString(true, MAX / 2 + 10);
String searchString1 = getString(true, MAX / 2 + 20);
watch.start();
arrayList.contains(searchString0);
arrayList.contains(searchString1);
watch.totalTime("Array List addAll() time = ");//186,15,704
}
@Test
public void linkedListSearch() throws Exception {
Watch watch = new Watch();
List<String> linkedList = new LinkedList<String>();
linkedList.addAll(Arrays.asList(strings));
String searchString0 = getString(true, MAX / 2 + 10);
String searchString1 = getString(true, MAX / 2 + 20);
watch.start();
linkedList.contains(searchString0);
linkedList.contains(searchString1);
watch.totalTime("Linked List addAll() time = ");//189,64,981
}
//Note: Linked List is 500 Milliseconds faster than ArrayList
class Watch {
private long startTime;
private long endTime;
public void start() {
startTime = System.nanoTime();
}
private void stop() {
endTime = System.nanoTime();
}
public void totalTime(String s) {
stop();
System.out.println(s + (endTime - startTime));
}
}
private String[] maxArray() {
String[] strings = new String[MAX];
Boolean result = Boolean.TRUE;
for (int i = 0; i < MAX; i++) {
strings[i] = getString(result, i);
result = !result;
}
return strings;
}
private String getString(Boolean result, int i) {
return String.valueOf(result) + i + String.valueOf(!result);
}
}
ArrayList это по сути массив. LinkedList реализован в виде двойного связанного списка.
get довольно ясно. O(1) для ArrayList, так как ArrayList разрешить произвольный доступ с помощью индекса. O(n) для LinkedListпотому что для этого нужно сначала найти индекс. Примечание: есть разные версии add а также remove,
LinkedList быстрее в добавлении и удалении, но медленнее в получении. Вкратце, LinkedList должно быть предпочтительным, если:
- нет большого количества произвольного доступа элемента
- существует большое количество операций добавления / удаления
=== ArrayList ===
- добавить (E e)
- добавить в конце ArrayList
- требуют изменения размера памяти.
- O (n) худший, O(1) амортизированный
- добавить (индекс int, элемент E)
- добавить к определенной позиции индекса
- требуется сдвиг и возможная стоимость изменения размера памяти
- На)
- удалить (int index)
- удалить указанный элемент
- требуется сдвиг и возможная стоимость изменения размера памяти
- На)
- удалить (Объект o)
- удалить первое вхождение указанного элемента из этого списка
- нужно сначала поискать элемент, а затем сдвиг и возможную стоимость изменения размера памяти
- На)
=== LinkedList ===
добавить (E e)
- добавить в конец списка
- O (1)
добавить (индекс int, элемент E)
- вставить в указанное положение
- сначала нужно найти позицию
- На)
- Удалить()
- удалить первый элемент списка
- O (1)
- удалить (int index)
- удалить элемент с указанным индексом
- сначала нужно найти элемент
- На)
- удалить (Объект o)
- удалить первое вхождение указанного элемента
- сначала нужно найти элемент
- На)
Вот фигура из programcreek.com (add а также remove являются первым типом, т. е. добавьте элемент в конец списка и удалите элемент в указанной позиции в списке.):
TL;DR благодаря современной компьютерной архитектуре, ArrayList будет значительно более эффективным практически для любого возможного варианта использования - и, следовательно, LinkedList Следует избегать, за исключением некоторых очень уникальных и экстремальных случаев.
В теории LinkedList имеет O(1) для add(E element)
Также добавление элемента в середине списка должно быть очень эффективным.
Практика совсем иная, так как LinkedList - это структура данных Cache Hostile Data. Из производительности POV - очень мало случаев, когда LinkedList может быть лучше, чем кеш-дружественный ArrayList,
Вот результаты тестового тестирования вставки элементов в случайных местах. Как видите, список массивов гораздо эффективнее, хотя теоретически каждая вставка в середине списка потребует "переместить" n более поздних элементов массива (чем меньше значение, тем лучше):
Работа на оборудовании более позднего поколения (большие, более эффективные кэши) - результаты еще более убедительны:
LinkedList требует гораздо больше времени для выполнения той же работы. Исходный код
Для этого есть две основные причины:
В основном - это узлы
LinkedListразбросаны случайным образом по памяти. ОЗУ ("Память с произвольным доступом") на самом деле не является случайным, и блоки памяти должны быть извлечены для кэширования. Эта операция занимает много времени, и когда такие выборки происходят часто - страницы памяти в кеше необходимо постоянно заменять -> Cache misses -> Cache неэффективен.ArrayListэлементы хранятся в непрерывной памяти - именно для этого оптимизируется современная архитектура ЦП.второстепенный
LinkedListтребуется удерживать указатели назад / вперед, что означает 3-х кратное потребление памяти на одно сохраненное значение по сравнению сArrayList,
DynamicIntArray, кстати, является пользовательской реализацией ArrayList, содержащей Int (примитивный тип), а не объекты - следовательно, все данные на самом деле хранятся смежно - следовательно, еще более эффективно.
Ключевым элементом, который следует помнить, является то, что стоимость выборки блока памяти является более значительной, чем стоимость доступа к одной ячейке памяти. Вот почему считыватель 1 МБ последовательной памяти работает в х400 раз быстрее, чем считывает этот объем данных из разных блоков памяти:
Latency Comparison Numbers (~2012)
----------------------------------
L1 cache reference 0.5 ns
Branch mispredict 5 ns
L2 cache reference 7 ns 14x L1 cache
Mutex lock/unlock 25 ns
Main memory reference 100 ns 20x L2 cache, 200x L1 cache
Compress 1K bytes with Zippy 3,000 ns 3 us
Send 1K bytes over 1 Gbps network 10,000 ns 10 us
Read 4K randomly from SSD* 150,000 ns 150 us ~1GB/sec SSD
Read 1 MB sequentially from memory 250,000 ns 250 us
Round trip within same datacenter 500,000 ns 500 us
Read 1 MB sequentially from SSD* 1,000,000 ns 1,000 us 1 ms ~1GB/sec SSD, 4X memory
Disk seek 10,000,000 ns 10,000 us 10 ms 20x datacenter roundtrip
Read 1 MB sequentially from disk 20,000,000 ns 20,000 us 20 ms 80x memory, 20X SSD
Send packet CA->Netherlands->CA 150,000,000 ns 150,000 us 150 ms
Источник: число задержек, которое должен знать каждый программист
Просто чтобы сделать это еще более ясным, пожалуйста, проверьте эталон добавления элементов в начало списка. Это тот случай, когда теоретически LinkedList должен действительно сиять, и ArrayList должны представлять плохие или даже худшие результаты:
Примечание: это тест C++ Std lib, но мой предыдущий опыт показал, что результаты C++ и Java очень похожи. Исходный код
Копирование последовательного объема памяти - это операция, оптимизированная современными процессорами. Она меняет теорию и снова делает ArrayList / Vector гораздо эффективнее
Кредиты: Все опубликованные тесты созданы Kjell Hedström. Еще больше данных можно найти в его блоге
ArrayList случайно доступен, в то время как LinkedList действительно дешево расширять и удалять элементы из. В большинстве случаев ArrayList Это хорошо.
Если вы не создали большие списки и не измерили узкое место, вам, вероятно, никогда не придется беспокоиться о разнице.
1) Поиск: операция поиска ArrayList выполняется довольно быстро по сравнению с операцией поиска LinkedList. get(int index) в ArrayList дает производительность O(1), тогда как производительность LinkedList равна O(n).
Причина: ArrayList поддерживает систему на основе индекса для своих элементов, поскольку она неявно использует структуру данных массива, что ускоряет поиск элемента в списке. С другой стороны, LinkedList реализует двусвязный список, который требует обхода всех элементов для поиска элемента.
2) Удаление: операция удаления LinkedList дает производительность O(1), в то время как ArrayList обеспечивает переменную производительность: O(n) в худшем случае (при удалении первого элемента) и O(1) в лучшем случае (при удалении последнего элемента),
Вывод: удаление элемента LinkedList происходит быстрее по сравнению с ArrayList.
Причина: каждый из элементов LinkedList поддерживает два указателя (адреса), которые указывают на оба соседних элемента в списке. Следовательно, удаление требует только изменения местоположения указателя в двух соседних узлах (элементах) узла, который будет удален. В то время как в ArrayList все элементы должны быть сдвинуты, чтобы заполнить пространство, созданное удаленным элементом.
3) Производительность вставок : метод добавления LinkedList дает производительность O(1), а ArrayList - в худшем случае O(n). Причина та же, что и для удаления.
4) Переполнение памяти: ArrayList поддерживает индексы и данные элемента, в то время как LinkedList поддерживает данные элемента и два указателя для соседних узлов, следовательно, потребление LinkedList сравнительно велико.
Между этими классами есть несколько общих черт:
И ArrayList, и LinkedList являются реализациями интерфейса List. Они оба поддерживают порядок вставки элементов, что означает, что при отображении элементов ArrayList и LinkedList результирующий набор будет иметь тот же порядок, в котором элементы были вставлены в список. Оба эти класса не синхронизированы и могут быть явно синхронизированы с помощью метода Collections.synchronizedList. Итератор и listIterator, возвращаемые этими классами, не подвержены сбоям (если список структурно изменяется в любое время после создания итератора, любым способом, кроме использования собственных методов удаления или добавления итератора, итератор создает исключение ConcurrentModificationException).
Когда использовать LinkedList, а когда использовать ArrayList?
1) Как объяснено выше, операции вставки и удаления дают хорошую производительность (O(1)) в LinkedList по сравнению с ArrayList(O(n)). Следовательно, если есть требование частого добавления и удаления в приложении, то LinkedList является лучшим выбором.
2) Операции поиска (получения метода) выполняются быстро в ArrayList (O(1)), но не в LinkedList (O(n)), поэтому, если операций добавления и удаления меньше и требуется больше операций поиска, лучшим выбором будет ArrayList.
Я обычно использую одно над другим в зависимости от временных сложностей операций, которые я выполняю над этим конкретным списком.
|---------------------|---------------------|--------------------|------------|
| Operation | ArrayList | LinkedList | Winner |
|---------------------|---------------------|--------------------|------------|
| get(index) | O(1) | O(n) | ArrayList |
| | | n/4 steps in avg | |
|---------------------|---------------------|--------------------|------------|
| add(E) | O(1) | O(1) | LinkedList |
| |---------------------|--------------------| |
| | O(n) in worst case | | |
|---------------------|---------------------|--------------------|------------|
| add(index, E) | O(n) | O(n) | LinkedList |
| | n/2 steps | n/4 steps | |
| |---------------------|--------------------| |
| | | O(1) if index = 0 | |
|---------------------|---------------------|--------------------|------------|
| remove(index, E) | O(n) | O(n) | LinkedList |
| |---------------------|--------------------| |
| | n/2 steps | n/4 steps | |
|---------------------|---------------------|--------------------|------------|
| Iterator.remove() | O(n) | O(1) | LinkedList |
| ListIterator.add() | | | |
|---------------------|---------------------|--------------------|------------|
|--------------------------------------|-----------------------------------|
| ArrayList | LinkedList |
|--------------------------------------|-----------------------------------|
| Allows fast read access | Retrieving element takes O(n) |
|--------------------------------------|-----------------------------------|
| Adding an element require shifting | o(1) [but traversing takes time] |
| all the later elements | |
|--------------------------------------|-----------------------------------|
| To add more elements than capacity |
| new array need to be allocated |
|--------------------------------------|
Если ваш код имеет add(0) а также remove(0), использовать LinkedList и это красивее addFirst() а также removeFirst() методы. В противном случае используйте ArrayList,
И, конечно же, Guma's ImmutableList - ваш лучший друг.
Давайте сравним LinkedList и ArrayList с параметрами ниже:
1. Реализация
ArrayList является реализацией массива изменяемого размера интерфейса списка, в то время как
LinkedList является реализацией списка с двойными связями.
2. Производительность
get(int index) или операция поиска
Операция get(int index) ArrayList выполняется за постоянное время, т.е. O (1), в то время как
Время выполнения операции get(int index) LinkedList равно O (n).
Причина, по которой ArrayList быстрее, чем LinkedList, заключается в том, что ArrayList использует систему на основе индекса для своих элементов, поскольку он внутренне использует структуру данных массива, с другой стороны,
LinkedList не предоставляет доступ к элементам на основе индекса, поскольку он выполняет итерацию с начала или до конца (в зависимости от того, что ближе), чтобы получить узел с указанным индексом элемента.
операция вставки () или добавления (объект)
Вставки в LinkedList обычно бывают быстрыми по сравнению с ArrayList. В LinkedList добавление или вставка является операцией O (1).
В то время как в ArrayList, если массив является полным, т.е. наихудшим случаем, существует дополнительная стоимость изменения размера массива и копирования элементов в новый массив, что делает время выполнения операции добавления в ArrayList O (n), в противном случае это O (1),
удалить (int) операция
Операция удаления в LinkedList, как правило, такая же, как ArrayList, т.е. O (n).
В LinkedList есть два перегруженных метода удаления. один - это remove () без какого-либо параметра, который удаляет заголовок списка и работает в постоянном времени O (1). Другим перегруженным методом удаления в LinkedList является метод remove (int) или remove (Object), который удаляет Object или int, переданные в качестве параметра. Этот метод пересекает LinkedList до тех пор, пока не найдет объект, и не отсоединит его от исходного списка. Следовательно, время выполнения этого метода O (n).
В то время как в методе ArrayList метод remove (int) включает копирование элементов из старого массива в новый обновленный массив, следовательно, его время выполнения равно O (n).
3. Обратный Итератор
LinkedList может быть повторен в обратном направлении, используя downndingIterator(), в то время как
в ArrayList нет нисходящего Iterator (), поэтому нам нужно написать собственный код для перебора ArrayList в обратном направлении.
4. Начальная емкость
Если конструктор не перегружен, ArrayList создает пустой список с начальной емкостью 10, а
LinkedList создает только пустой список без какой-либо начальной емкости.
5. Объем памяти
Затраты памяти в LinkedList больше, чем в ArrayList, поскольку узлу в LinkedList необходимо поддерживать адреса следующего и предыдущего узла. В то время как
В ArrayList каждый индекс содержит только фактический объект (данные).
Я знаю, что это старый пост, но я, честно говоря, не могу поверить, что никто не упомянул, что LinkedList инвентарь Deque, Просто посмотрите на методы в Deque (а также Queue); если вы хотите честное сравнение, попробуйте запустить LinkedList против ArrayDeque и сделайте сравнение между функциями.
Вот обозначение Big-O в обоих ArrayList а также LinkedList а также CopyOnWrite-ArrayList:
ArrayList
get O(1)
add O(1)
contains O(n)
next O(1)
remove O(n)
iterator.remove O(n)
LinkedList
get O(n)
add O(1)
contains O(n)
next O(1)
remove O(1)
iterator.remove O(1)
CopyOnWrite-ArrayList
get O(1)
add O(n)
contains O(n)
next O(1)
remove O(n)
iterator.remove O(n)
Исходя из этого, вы должны решить, что выбрать.:)
В дополнение к другим хорошим аргументам выше, вы должны заметить, ArrayList инвентарь RandomAccess интерфейс, в то время как LinkedList инвентарь Queue,
Таким образом, они как-то решают несколько иные проблемы, с разницей в эффективности и поведении (см. Их список методов).
Это зависит от того, какие операции вы будете делать больше в списке.
ArrayList быстрее получить доступ к индексированному значению. Это гораздо хуже при вставке или удалении объектов.
Чтобы узнать больше, прочитайте любую статью, в которой говорится о разнице между массивами и связанными списками.
Список массивов - это, по сути, массив с методами для добавления элементов и т. Д. (Вместо этого следует использовать общий список). Это набор элементов, к которым можно получить доступ через индексатор (например, [0]). Это предполагает переход от одного предмета к другому.
Связанный список определяет переход от одного элемента к другому (Элемент a -> элемент b). Вы можете получить тот же эффект со списком массивов, но связанный список абсолютно говорит, какой элемент должен следовать за предыдущим.
Важной особенностью связанного списка (который я не читал в другом ответе) является объединение двух списков. Для массива это O(n) (+ накладные расходы на некоторые перераспределения), для связанного списка это только O(1) или O(2);-)
Важно: для Java это LinkedList это неправда! См. Есть ли быстрый метод concat для связанного списка в Java?
1) Базовая структура данных
Первое различие между ArrayList и LinkedList связано с тем, что ArrayList поддерживается Array, а LinkedList поддерживается LinkedList. Это приведет к дальнейшим различиям в производительности.
2) LinkedList реализует Deque
Еще одно различие между ArrayList и LinkedList заключается в том, что помимо интерфейса List, LinkedList также реализует интерфейс Deque, который обеспечивает операции first-first-out для add () и poll () и некоторых других функций Deque. 3) Добавление элементов в ArrayList Добавление элемента в ArrayList - это операция O(1), если он не вызывает изменение размера массива, в этом случае он становится O(log(n)), с другой стороны, добавление элемента в LinkedList - это операция O(1), так как она не требует навигации.
4) Удаление элемента из позиции
Чтобы удалить элемент из определенного индекса, например, вызвав remove (index), ArrayList выполняет операцию копирования, которая приближает его к O(n), в то время как LinkedList необходимо перейти к этой точке, что также делает его O(n/2), так как он может перемещаться в любом направлении на основе близости.
5) Итерации по ArrayList или LinkedList
Итерация - это операция O(n) как для LinkedList, так и для ArrayList, где n - это номер элемента.
6) Извлечение элемента из позиции
Операция get(index) - это O(1) в ArrayList, а O (n / 2) в LinkedList, так как она должна проходить до этой записи. Тем не менее, в обозначении Big O O (n / 2) - это просто O(n), потому что мы игнорируем там константы.
7) Память
LinkedList использует объект-оболочку Entry, который является статическим вложенным классом для хранения данных и двух узлов следующего и предыдущего, тогда как ArrayList просто хранит данные в массиве.
Таким образом, в случае ArrayList требования к памяти кажутся меньшими, чем в LinkedList, за исключением случая, когда Array выполняет операцию изменения размера, когда копирует содержимое из одного массива в другой.
Если массив достаточно большой, он может занять много памяти в этот момент и запустить сборку мусора, что может замедлить время отклика.
Из всех вышеупомянутых различий между ArrayList и LinkedList, похоже, ArrayList - лучший выбор, чем LinkedList, почти во всех случаях, кроме случаев, когда вы выполняете частую операцию add (), а не remove () или get ().
Связанный список легче изменить, чем ArrayList, особенно если вы добавляете или удаляете элементы из начала или конца, потому что связанный список внутренне хранит ссылки на эти позиции и они доступны в O(1) раз.
Другими словами, вам не нужно проходить через связанный список, чтобы достичь позиции, в которую вы хотите добавить элементы, в этом случае добавление становится операцией O(n). Например, вставка или удаление элемента в середине связанного списка.
По моему мнению, используйте ArrayList поверх LinkedList для большинства практических целей в Java.
ArrayList и LinkedList имеют свои плюсы и минусы.
ArrayList использует непрерывный адрес памяти по сравнению с LinkedList, который использует указатели на следующий узел. Поэтому, когда вы хотите найти элемент в ArrayList, это быстрее, чем делать n итераций с LinkedList.
С другой стороны, вставка и удаление в LinkedList намного проще, потому что вам просто нужно изменить указатели, тогда как ArrayList подразумевает использование операции сдвига для любой вставки или удаления.
Если у вас есть частые операции поиска в вашем приложении, используйте ArrayList. Если вы часто вставляете и удаляете, используйте LinkedList.
ArrayList а также LinkedList оба инструмента List interface и их методы и результаты практически идентичны. Однако между ними мало различий, которые делают одно лучше другого в зависимости от требования.
ArrayList против LinkedList
1) Search:ArrayList операция поиска довольно быстрая по сравнению с LinkedList поисковая операция. get(int index) в ArrayList дает производительность O(1) в то время как LinkedList производительность O(n),
Reason:ArrayList поддерживает основанную на индексе систему для своих элементов, так как она неявно использует структуру данных массива, что ускоряет поиск элемента в списке. На другой стороне LinkedList реализует двусвязный список, который требует обхода всех элементов для поиска элемента.
2) Deletion:LinkedList операция удаления дает O(1) производительность в то время как ArrayList дает переменную производительность: O(n) в худшем случае (при удалении первого элемента) и O(1) в лучшем случае (при удалении последнего элемента).
Вывод: удаление элемента LinkedList происходит быстрее по сравнению с ArrayList.
Причина: каждый элемент LinkedList поддерживает два указателя (адреса), которые указывают на оба соседних элемента в списке. Следовательно, удаление требует только изменения местоположения указателя в двух соседних узлах (элементах) узла, который будет удален. В то время как в ArrayList все элементы должны быть сдвинуты, чтобы заполнить пространство, созданное удаленным элементом.
3) Inserts Performance:LinkedList добавить метод дает O(1) производительность в то время как ArrayList дает O(n) в худшем случае. Причина та же, что и для удаления.
4) Memory Overhead:ArrayList поддерживает индексы и данные элемента, в то время как LinkedList поддерживает данные элемента и два указателя для соседних узлов
следовательно, потребление памяти в LinkedList относительно высокое.
Между этими классами есть несколько общих черт:
- И ArrayList, и LinkedList являются реализацией интерфейса List.
- Они оба поддерживают порядок вставки элементов, что означает, что при отображении элементов ArrayList и LinkedList результирующий набор будет иметь тот же порядок, в котором элементы были вставлены в список.
- Оба эти класса не синхронизированы и могут быть явно синхронизированы с помощью метода Collections.synchronizedList.
iteratorа такжеlistIteratorвозвращается этими классамиfail-fast(если список структурно изменен в любое время после создания итератора, любым способом, кроме как черезiterator’sсобственные методы удаления или добавления, итераторthrowConcurrentModificationException).
Когда использовать LinkedList, а когда использовать ArrayList?
- Как объяснено выше, операции вставки и удаления дают хорошую производительность
(O(1))вLinkedListпо сравнению сArrayList(O(n)),Следовательно, если есть требование частого добавления и удаления в приложении, тогда LinkedList - лучший выбор.
- Поиск (
get method) операции быстрые вArraylist (O(1))но не вLinkedList (O(n))так что если будет меньше операций добавления и удаления и больше операций поиска, то лучшим выбором будет ArrayList.
Я прочитал ответы, но есть один сценарий, в котором я всегда использую LinkedList вместо ArrayList, которым я хочу поделиться, чтобы услышать мнения:
Каждый раз, когда у меня был метод, который возвращает список данных, полученных из БД, я всегда использую LinkedList.
Мое обоснование состояло в том, что, поскольку невозможно точно знать, сколько результатов я получаю, память не будет потрачена впустую (как в ArrayList с разницей между емкостью и фактическим числом элементов), и не будет потрачено впустую время, пытаясь продублируйте емкость.
Что касается ArrayList, я согласен, что, по крайней мере, вы всегда должны использовать конструктор с начальной емкостью, чтобы минимизировать дублирование массивов в максимально возможной степени.
Операция get(i) в ArrayList выполняется быстрее, чем LinkedList, потому что:
ArrayList: реализация массива изменяемого размера интерфейса List
LinkedList: реализация двусвязных списков интерфейсов List и Deque
Операции, которые индексируют в списке, будут проходить по списку с начала или конца, в зависимости от того, что ближе к указанному индексу.
Оба метода remove() и insert() имеют эффективность времени выполнения O(n) для ArrayLists и LinkedLists. Однако причина времени линейной обработки обусловлена двумя очень разными причинами:
В ArrayList вы получаете доступ к элементу в O(1), но на самом деле удаление или вставка чего-либо делает его O(n), потому что все следующие элементы должны быть изменены.
В LinkedList для достижения нужного элемента требуется O(n), потому что мы должны начинать с самого начала, пока не достигнем желаемого индекса. На самом деле удаление или вставка является константой, потому что нам нужно изменить только 1 ссылку для remove() и 2 ссылки для insert().
Какой из этих двух способов быстрее вставить и удалить, зависит от того, где это происходит. Если мы ближе к началу, LinkedList будет быстрее, потому что мы должны пройти через относительно немного элементов. Если мы ближе к концу, ArrayList будет быстрее, потому что мы добираемся туда за постоянное время и нам нужно только изменить несколько оставшихся элементов, следующих за ним. Когда сделано точно посередине, LinkedList будет быстрее, потому что прохождение n элементов происходит быстрее, чем перемещение n значений.
Бонус: хотя нет никакого способа сделать эти два метода O (1) для ArrayList, на самом деле есть способ сделать это в LinkedLists. Допустим, мы хотим пройтись по всему списку, удаляя и вставляя элементы на нашем пути. Обычно вы начинаете с самого начала для каждого элемента, используя LinkedList, мы также можем "сохранить" текущий элемент, над которым мы работаем, с помощью итератора. С помощью Итератора мы получаем эффективность O (1) для remove() и insert() при работе в LinkedList. Делая это единственным преимуществом в производительности, я знаю, что LinkedList всегда лучше, чем ArrayList.
Один из тестов, которые я видел здесь, проводит тест только один раз. Но что я заметил, так это то, что вам нужно запускать эти тесты много раз, и в конечном итоге их время будет сходиться. По сути, JVM нужно разогреть. Для моего конкретного случая использования мне нужно было добавить / удалить элементы до последней, которая увеличивается примерно до 500 элементов. В моих тестах LinkedList вышел быстрее, со связанными LinkedList приходит около 50000 нс и ArrayList вход в около 90000 NS... дать или взять. Смотрите код ниже.
public static void main(String[] args) {
List<Long> times = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 100; i++) {
times.add(doIt());
}
System.out.println("avg = " + (times.stream().mapToLong(x -> x).average()));
}
static long doIt() {
long start = System.nanoTime();
List<Object> list = new LinkedList<>();
//uncomment line below to test with ArrayList
//list = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 500; i++) {
list.add(i);
}
Iterator it = list.iterator();
while (it.hasNext()) {
it.next();
it.remove();
}
long end = System.nanoTime();
long diff = end - start;
//uncomment to see the JVM warmup and get faster for the first few iterations
//System.out.println(diff)
return diff;
}