ArrayList vs. LinkedList vs. Vector

原文：http://www.importnew.com/8782.html

1. List概览

List，就像它的名字暗示的一样，是一组排列有序的元素。当我们讨论List的时候，很容易将它和Set作比较。Set是一组唯一的而且排列无序的元素。

下图是集合类的层次结构图。你可以总体上知道我们今天讨论的主题。

2. ArrayList vs. LinkedList vs. Vector

从上图可知，它们都实现了List接口。它们的用法差不多，主要的区别在于它们对于不同操作的操作速度不同。

ArrayList是可以改变大小的数组。当有元素添加到ArrayList中去时，它的大小动态的增加。元素可以直接通过get()和set() 方法进行访问，因为ArrayList实际上是数组。LinkedList是个双向链表。它的add()和remove()方法比ArrayList快， 但是get()和set()方法却比ArrayList慢。Vector和ArrayList类似，但是Vector是同步的。如果在线程安全的环境下， 使用ArrayList是更好的选择。添加元素的时候，当超过初始容量的时候，Vector和ArrayList需要更多的空间：Vector需要将数组的大小增加一倍，而ArrayList需要增加50%。

LinkedList还实现了Queue接口，这样就比ArrayList和Vector多出了一些方法如offer(), peek(), poll()等。

注意：ArrayList的初始容量(initial capacity)很小。我们应该设置一个比较大的初始容量，这样可以避免重新改变大小。

3. ArrayList的例子

ArrayList al = new ArrayList();
al.add(3);
al.add(2);
al.add(1);
al.add(4);
al.add(5);
al.add(6);
al.add(6);

Iterator iter1 = al.iterator();
while(iter1.hasNext()){
System.out.println(iter1.next());
}

4. LinkedList的例子

LinkedList ll = new LinkedList();
ll.add(3);
ll.add(2);
ll.add(1);
ll.add(4);
ll.add(5);
ll.add(6);
ll.add(6);

Iterator iter2 = ll.iterator();
while(iter2.hasNext()){
System.out.println(iter2.next());
}

由上可见，它们的用法相同，主要的区别在于它们内部的实现，以及操作的复杂度的不同。

5. Vector

Vector几乎和ArrayList相等，主要的区别在于Vector是同步的。正因为此，Vector比ArrayList的开销更大。通常大部分程序员都使用ArrayList，他们可以自己写代码进行同步。

6. ArrayList vs. LinkedList的性能比较

时间复杂度如下：

* 表中的add()指的是add(E e)(即是在列表末尾添加元素)，remove()方法指的是remove(int index)。

ArrayList对于任意索引的插入/删除操作的时间复杂度是O(n)，而在列表的尾部的操作时间为O(1)。

LinkedList对于任意索引的插入/删除操作的时间复杂度是O(n)，而在列表的头部或尾部的操作时间为O(1)。

（译者注：这里原文解释的不是太清楚。对于任意索引的插入/删除操作

Arrays:

找到插入/删除位置的时间复杂度是O(1)

进行插入/删除操作的时间复杂度是O(n)

Linked Lists:

找到插入/删除位置的时间复杂度是O(n)

进行插入/删除操作的时间复杂度是O(1)

）

我使用下面的代码测试它们的性能：

ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<Integer>();
LinkedList<Integer> linkedList = new LinkedList<Integer>();

// ArrayList add
long startTime = System.nanoTime();
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
arrayList.add(i);
}
long endTime = System.nanoTime();
long duration = endTime - startTime;
System.out.println("ArrayList add:  " + duration);

// LinkedList add
startTime = System.nanoTime();
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
linkedList.add(i);
}
endTime = System.nanoTime();
duration = endTime - startTime;
System.out.println("LinkedList add: " + duration);

// ArrayList get
startTime = System.nanoTime();
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
arrayList.get(i);
}
endTime = System.nanoTime();
duration = endTime - startTime;
System.out.println("ArrayList get:  " + duration);

// LinkedList get
startTime = System.nanoTime();
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
linkedList.get(i);
}
endTime = System.nanoTime();
duration = endTime - startTime;
System.out.println("LinkedList get: " + duration);

// ArrayList remove
startTime = System.nanoTime();
for (int i = 9999; i >= 0; i--) {
arrayList.remove(i);
}
endTime = System.nanoTime();
duration = endTime - startTime;
System.out.println("ArrayList remove:  " + duration);

// LinkedList remove
startTime = System.nanoTime();
for (int i = 9999; i >= 0; i--) {
linkedList.remove(i);
}
endTime = System.nanoTime();
duration = endTime - startTime;
System.out.println("LinkedList remove: " + duration);

输出：

ArrayList add:  11119332
LinkedList add: 54144617
ArrayList get:  635400
LinkedList get: 225012832
ArrayList remove:  650232390
LinkedList remove: 227002573

它们的性能的差别很显著。LinkedList对于add()和remove()相对于ArrayList要快，但是get()要慢些。按照复杂度 以及测试结果来看，我们很容易知道什么时候该使用ArrayList，什么时候该使用LinkedList。简而言之，下面的情况该使用 LinkedList：

如果没有大量的随机访问
如果有很多add/remove的操作