数据结构:用实例分析ArrayList与LinkedList的读写性能
时间:2022-07-23
本文章向大家介绍数据结构:用实例分析ArrayList与LinkedList的读写性能,主要内容包括其使用实例、应用技巧、基本知识点总结和需要注意事项,具有一定的参考价值,需要的朋友可以参考一下。
背景
ArrayList与LinkedList是Java编程中经常会用到的两种基本数据结构,在书本上一般会说明以下两个特点:
- 对于需要快速随机访问元素,应该使用ArrayList。
- 对于需要快速插入,删除元素,应该使用LinkedList。
该文通过实际的例子分析这两种数据的读写性能。
ArrayList
ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构:
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
...
transient Object[] elementData;
...
public ArrayList(int initialCapacity) {
if (initialCapacity > 0) {
this.elementData = new Object[initialCapacity];
} else if (initialCapacity == 0) {
this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
} else {
throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
initialCapacity);
}
}
LinkedList
LinkedList是基于链表的数据结构。
private static class Node<E> {
E item;
Node<E> next;
Node<E> prev;
Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
this.item = element;
this.next = next;
this.prev = prev;
}
}
...
transient Node<E> first;
transient Node<E> last;
...
private void linkFirst(E e) {
final Node<E> f = first;
final Node<E> newNode = new Node<>(null, e, f);
first = newNode;
if (f == null)
last = newNode;
else
f.prev = newNode;
size++;
modCount++;
}
实例分析
- 通过对两个数据结构分别增加、插入、遍历进行读写性能分析
1、增加数据
public class ArrayListAndLinkList {
public final static int COUNT=100000;
public static void main(String[] args) {
// ArrayList插入
SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss:SSS");
Long start = System.currentTimeMillis();
System.out.println("ArrayList插入开始时间:" + sdf.format(start));
ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < COUNT; i++) {
arrayList.add(i);
}
Long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("ArrayList插入结束时间:" + sdf.format(end));
System.out.println("ArrayList插入" + (end - start) + "毫秒");
// LinkedList插入
start = System.currentTimeMillis();
System.out.println("LinkedList插入开始时间:" + sdf.format(start));
LinkedList<Integer> linkedList = new LinkedList<>();
for (int i = 0; i < COUNT; i++) {
linkedList.add(i);
}
end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("LinkedList插入结束时间:" + sdf.format(end));
System.out.println("LinkedList插入结束时间" + (end - start) + "毫秒");
}
}
输出如下: 两者写入的性能相差不大!
2、插入数据
在原有增加的数据上,在index:100的位置上再插入10万条数据。
public class ArrayListAndLinkList {
public final static int COUNT=100000;
public static void main(String[] args) {
// ArrayList插入
SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss:SSS");
Long start = System.currentTimeMillis();
System.out.println("ArrayList插入开始时间:" + sdf.format(start));
ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < COUNT; i++) {
arrayList.add(i);
}
for (int i = 0; i < COUNT; i++) {
arrayList.add(100,i);
}
Long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("ArrayList插入结束时间:" + sdf.format(end));
System.out.println("ArrayList插入" + (end - start) + "毫秒");
// LinkedList插入
start = System.currentTimeMillis();
System.out.println("LinkedList插入开始时间:" + sdf.format(start));
LinkedList<Integer> linkedList = new LinkedList<>();
for (int i = 0; i < COUNT; i++) {
linkedList.add(i);
}
for (int i = 0; i < COUNT; i++) {
linkedList.add(100,i);
}
end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("LinkedList插入结束时间:" + sdf.format(end));
System.out.println("LinkedList插入结束时间" + (end - start) + "毫秒");
}
}
输出如下: ArrayList的性能明显比LinkedList的性能差了很多。
看下原因: ArrayList的插入源码:
public void add(int index, E element) {
rangeCheckForAdd(index);
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
size - index);
elementData[index] = element;
size++;
}
ArrayList的插入原理:在index位置上插入后,在index后续的数据上需要做逐一复制。
LinkedList的插入源码:
public void add(int index, E element) {
checkPositionIndex(index);
if (index == size)
linkLast(element);
else
linkBefore(element, node(index));
}
...
void linkBefore(E e, Node<E> succ) {
// assert succ != null;
final Node<E> pred = succ.prev;
final Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, succ);
succ.prev = newNode;
if (pred == null)
first = newNode;
else
pred.next = newNode;
size++;
modCount++;
}
LinkedList的插入原理:在原来相互链接的两个节点(Node)断开,把新的结点插入到这两个节点中间,根本不存在复制这个过程。
3、遍历数据
在增加和插入的基础上,利用get方法进行遍历。
public class ArrayListAndLinkList {
public final static int COUNT=100000;
public static void main(String[] args) {
// ArrayList插入
SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss:SSS");
Long start = System.currentTimeMillis();
System.out.println("ArrayList插入开始时间:" + sdf.format(start));
ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < COUNT; i++) {
arrayList.add(i);
}
for (int i = 0; i < COUNT; i++) {
arrayList.add(100,i);
}
Long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("ArrayList插入结束时间:" + sdf.format(end));
System.out.println("ArrayList插入" + (end - start) + "毫秒");
// LinkedList插入
start = System.currentTimeMillis();
System.out.println("LinkedList插入开始时间:" + sdf.format(start));
LinkedList<Integer> linkedList = new LinkedList<>();
for (int i = 0; i < COUNT; i++) {
linkedList.add(i);
}
for (int i = 0; i < COUNT; i++) {
linkedList.add(100,i);
}
end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("LinkedList插入结束时间:" + sdf.format(end));
System.out.println("LinkedList插入结束时间" + (end - start) + "毫秒");
// ArrayList遍历
start = System.currentTimeMillis();
System.out.println("ArrayList遍历开始时间:" + sdf.format(start));
for (int i = 0; i < 2*COUNT; i++) {
arrayList.get(i);
}
end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("ArrayList遍历开始时间:" + sdf.format(end));
System.out.println("ArrayList遍历开始时间" + (end - start) + "毫秒");
// LinkedList遍历
start = System.currentTimeMillis();
System.out.println("LinkedList遍历开始时间:" + sdf.format(start));
for (int i = 0; i < 2*COUNT; i++) {
linkedList.get(i);
}
end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("LinkedList遍历开始时间:" + sdf.format(end));
System.out.println("LinkedList遍历开始时间" + (end - start) + "毫秒");
}
}
输出如下:
两者的差异巨大: 我们看一下LInkedList的get方法:从头遍历或从尾部遍历结点
public E get(int index) {
checkElementIndex(index);
return node(index).item;
}
...
Node<E> node(int index) {
// assert isElementIndex(index);
if (index < (size >> 1)) {
Node<E> x = first;
for (int i = 0; i < index; i++)
x = x.next;
return x;
} else {
Node<E> x = last;
for (int i = size - 1; i > index; i--)
x = x.prev;
return x;
}
}
3.1、LinkedList遍历改进
我们采用迭代器对LinkedList的遍历进行改进:
...
// LinkedList遍历
start = System.currentTimeMillis();
System.out.println("LinkedList遍历开始时间:" + sdf.format(start));
Iterator<Integer> iterator = linkedList.iterator();
while(iterator.hasNext()){
iterator.next();
}
end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("LinkedList遍历开始时间:" + sdf.format(end));
System.out.println("LinkedList遍历开始时间" + (end - start) + "毫秒");
再看下结果: 两者的遍历性能接近。
总结
- List使用首选ArrayList。对于个别插入删除非常多的可以使用LinkedList。
- LinkedList,遍历建议使用Iterator迭代器,尤其是数据量较大时LinkedList避免使用get遍历。
- Android LayoutInflater原理分析,带你一步步深入了解View(一)
- 深入理解Linux磁盘的奥秘
- Linux文件系统——全方位掌握
- TensorFlow和深度学习入门教程
- php+mysql实现分页代码
- 主成分分析降维(MNIST数据集)
- Android 使用dagger2进行依赖注入(基础篇)
- Html小知识总结
- 如何训练一个性能不错的深度神经网络
- 使用AndroidStudio编译NDK的方法及错误解决方案
- 计算机视觉 | Python OpenCV 3 使用背景减除进行目标检测
- linux(centos)搭建SVN服务器
- 简单的Hibernate入门简介
- 思梦PHP-阿里大鱼手机验证码
- JavaScript 教程
- JavaScript 编辑工具
- JavaScript 与HTML
- JavaScript 与Java
- JavaScript 数据结构
- JavaScript 基本数据类型
- JavaScript 特殊数据类型
- JavaScript 运算符
- JavaScript typeof 运算符
- JavaScript 表达式
- JavaScript 类型转换
- JavaScript 基本语法
- JavaScript 注释
- Javascript 基本处理流程
- Javascript 选择结构
- Javascript if 语句
- Javascript if 语句的嵌套
- Javascript switch 语句
- Javascript 循环结构
- Javascript 循环结构实例
- Javascript 跳转语句
- Javascript 控制语句总结
- Javascript 函数介绍
- Javascript 函数的定义
- Javascript 函数调用
- Javascript 几种特殊的函数
- JavaScript 内置函数简介
- Javascript eval() 函数
- Javascript isFinite() 函数
- Javascript isNaN() 函数
- parseInt() 与 parseFloat()
- escape() 与 unescape()
- Javascript 字符串介绍
- Javascript length属性
- javascript 字符串函数
- Javascript 日期对象简介
- Javascript 日期对象用途
- Date 对象属性和方法
- Javascript 数组是什么
- Javascript 创建数组
- Javascript 数组赋值与取值
- Javascript 数组属性和方法
- Android Studio 安装APK在虚拟机时报 Installation failed due to: 'null' 解决
- 在Android Studio中使用Kotlin
- Day21.Python项目案例
- Day18.python文件/目录
- Kotlin学习日志(六)控件使用
- Android 天气APP(一)开发准备
- Android 天气APP(二)获取定位信息
- Android 天气APP(三)访问天气API与数据请求
- Android 天气APP(四)搭建MVP框架与使用
- Android 天气APP(五)天气预报、生活指数的数据请求与渲染
- Android 天气APP(六)旋转风车显示风力、风向
- Android 天气APP(七)城市切换 之 城市数据源
- Elasticsearch: Reindex接口
- Android Studio 更新版本之后报错: Cannot access android.arch.lifecycle.ViewModelStoreOwner
- Android各版本查询和开启悬浮窗权限