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ArrayList与LinkedList的区别以及链表理解

news 2025/7/14 18:11:11

list接口中ArrayList、LinkedList都不是线程安全，Vector是线程安全

1、数据结构不同

ArrayList是Array(动态数组)的数据结构，LinkedList是Link(链表)双向链表的数据结构。

2、空间灵活性

ArrayList最好指定初始容量
LinkedList是比ArrayList灵活的，是根本不需要指定初始容量的

3、效率不同

当随机访问List（get和set操作）时，ArrayList比LinkedList的效率更高，因为LinkedList是线性的数据存储方式，所以需要移动指针从前往后依次查找。ArrayList对于数据查询非常快，但是插入与删除元素比较慢；
当对数据进行增加和删除的操作(add和remove操作)时，LinkedList速度非常快。

4、主要控件开销不同

ArrayList主要控件开销在于需要在List列表预留一定空间；

而LinkList主要控件开销在于需要存储节点信息以及节点指针。

其他

ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构，LinkedList基于链表的数据结构。

对于随机访问get和set，ArrayList觉得优于LinkedList，因为LinkedList要移动指针。

对于新增和删除操作add和remove，LinedList比较占优势，因为ArrayList要移动数据。

ArrayList：内部使用数组的形式实现了存储，实现了RandomAccess接口，利用数组的下面进行元素的访问，因此对元素的随机访问速度非常快。

因为是数组，所以ArrayList在初始化的时候，有初始大小10，插入新元素的时候，会判断是否需要扩容，扩容的步长是0.5倍原容量，扩容方式是利用数组的复制，因此有一定的开销；

另外，ArrayList在进行元素插入的时候，需要移动插入位置之后的所有元素，位置越靠前，需要位移的元素越多，开销越大，相反，插入位置越靠后的话，开销就越小了，如果在最后面进行插入，那就不需要进行位移。

LinkedList：内部使用双向链表的结构实现存储，每一个节点有两个指针域，一个指向下一个节点，一个指向上一个节点。，LinkedList有一个内部类作为存放元素的单元Node，里面有三个属性，用来存放元素本身以及前后2个单元的引用，~~另外LinkedList内部还有一个header属性，用来标识起始位置，LinkedList的第一个单元和最后一个单元都会指向header~~，因此形成了一个双向的链表结构,如下：注：这个是旧版本的

private transient Entry<E> header = new Entry<E>(null, null, null);
public LinkedList() {header.next = header.previous = header;
}public E getFirst() {if (size==0)throw new NoSuchElementException();return header.next.element;
}public E getLast()  {if (size==0)throw new NoSuchElementException();return header.previous.element;
}public E removeFirst() {return remove(header.next);
}

LinkedList是采用双向链表实现的。所以它也具有链表的特点，每一个元素（结点）的地址不连续，通过引用找到当前节点的上一个节点和下一个节点，即插入和删除效率较高，只需要常数时间，而get和set则较为低效。

LinkedList的方法和使用和ArrayList大致相同，由于LinkedList是链表实现的，所以额外提供了在头部和尾部添加/删除元素的方法，也没有ArrayList扩容的问题了。另外，ArrayList和LinkedList都可以实现栈、队列等数据结构，但LinkedList本身实现了队列的接口，所以更推荐用LinkedList来实现队列和栈。

下面简单看一下linkedlist add 方法的源码,方便理解，注：这个是新版本java，已经没有header

public cTass LinkedList<E> extendsimpTements...{transient int size = 0; // 链表长度transient Node<E> first; // 指向链表第一个节点transient Node<E> last; // 指向链表最后一个节点...public boolean add(E e) { // 添加元素linkLast(e); // 向链表末尾添加元素ereturn true; }...
}void linkLast(E e) { // 向链表未尾添加元素 fina1 Node<E> 1 = last; // 暂时保存最后一个元素的指针fina1 Node<E> newNode = new Node<>(1, e, nu11);last = newNode; // newNode 作为最后一个节点if (1 == nu11) // 当前链表为空first = newNode; // 第一个添加的节点，即为 firstelse // 链表不空1.next = newNode; // 当前链表的最后一个节点next 指向newNodesize++;modCount++;
}// LinkedList 底层是一个双向链表
private static class Node<E> { // LinkedList 的节点静态内部类 NodeE item;Node<E> next; // 后继Node<E> prev; // 前驱Node(Node<E> prev，E element， Node<E> next) {this.item = element;this.next = next;this.prev = prev;}
}

使用场景：

（1）如果应用程序对数据有较多的随机访问，ArrayList对象要优于LinkedList对象；

( 2 ) 如果应用程序有更多的插入或者删除操作，较少的随机访问，LinkedList对象要优于ArrayList对象；

（3）不过ArrayList的插入，删除操作也不一定比LinkedList慢，如果在List靠近末尾的地方插入，那么ArrayList只需要移动较少的数据，而LinkedList则需要一直查找到列表尾部，反而耗费较多时间，这时ArrayList就比LinkedList要快。

在这里插入图片描述

2.链表

2.1 链表的概念及结构

链表是一种物理存储结构上非连续存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的引用链接次序实现的。
实际存储图：

理解逻辑图：

实际中链表的结构非常多样，以下情况组合起来就有8种链表结构：

虽然有这么多的链表的结构，但是我们重点掌握两种:

无头单向非循环链表（就是我们常说的单链表）：结构简单，一般不会单独用来存数据。实际中更多是作为其他数据结构的子结构，如哈希桶、图的邻接表等等。另外这种结构在笔试面试中出现很多。
无头双向链表：在Java的集合框架库中LinkedList底层实现就是无头双向循环链表。

参考：

LinkedList源码解析（JDK8）_我是一棵卷心菜的博客-CSDN博客

总结数据结构-1_51CTO博客_总结数据结构

LinkedList与链表_linkedlist循环链表_如风暖阳的博客-CSDN博客