JDK 8源码解析——ArrayList和LinkedList迭代性能比较
2019-07-12 11:26
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我们都知道查询用ArrayList,插入用LinkedList,原因在于ArrayList内部数据用数组的形式进行组织,但是LinkedList用链表的形式进行组织。因此ArrayList查询有优势,LinkedList插入有优势。那么在迭代的情况下, ArrayList和LinkedList的有多大的差别呢?先上代码。
[code]public class App { private static final int MAX_LENGTH = 10 * 10000; public static void main(String[] args) { List<Integer> arrayList = getRandomArray(); List<Integer> linkedList = new LinkedList(arrayList); System.out.println("This is begin, array size is " + MAX_LENGTH); forArray(arrayList); forArray(linkedList); System.out.println("========================================================"); iteratorArray(arrayList); iteratorArray(linkedList); } /** * 获取一个随机数组 */ private static List<Integer> getRandomArray() { List<Integer> randomArray = new ArrayList<>(); for (int i = 0; i < MAX_LENGTH; i++) { randomArray.add(Double.valueOf(Math.random() * 10).intValue()); } return randomArray; } /** * 利用for进行循环 */ private static void forArray(List<Integer> list) { long startTime = System.currentTimeMillis(); int sum = 0; for (int i = 0; i < MAX_LENGTH; i++) { sum += list.get(i); } long endTime = System.currentTimeMillis(); System.out.println(list.getClass().getSimpleName() + " for loop spend time: " + (endTime - startTime) + "ms" + ", this sum is " + sum); } /** * 利用迭代器进行循环 */ private static void iteratorArray(List<Integer> list) { Iterator<Integer> iterator = list.iterator(); long startTime = System.currentTimeMillis(); int sum = 0; while (iterator.hasNext()) { sum += iterator.next(); } long endTime = System.currentTimeMillis(); System.out.println(list.getClass().getSimpleName() + " iterator spend time: " + (endTime - startTime) + "ms" + ", this sum is " + sum); } }
创建10w大小的数组,进行迭代实验。
第1次迭代:
第2次迭代:
第3次迭代:
通过观察以上数据,其实有个非常扎眼的数据,就是使用for循环时,LinkedList的效率也太低了吧,因为即使访问数组的效率高于引用方法,但是这种跨越几个数量级的差别还是值得引起重视的。再加上ArrayList和LinkedList的迭代器分别用数组和链表实现,但是他们的执行效率反而是LinkedList更高。
其实关键点在于get方法的实现。通过阅读源码,发现ArrayList实现get方法时间复杂度为O(1)
[code] @SuppressWarnings("unchecked") E elementData(int index) { return (E) elementData[index]; } /** * Returns the element at the specified position in this list. * * @param index index of the element to return * @return the element at the specified position in this list * @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc} */ public E get(int index) { rangeCheck(index); return elementData(index); }
但是 LinkedList实现get方法的时间复杂度为O(n)
[code] /** * Returns the element at the specified position in this list. * * @param index index of the element to return * @return the element at the specified position in this list * @throws IndexOutOfBoundsException {@inheritDoc} */ public E get(int index) { checkElementIndex(index); return node(index).item; } /** * Returns the (non-null) Node at the specified element index. */ 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; } }
因此使用for循环进行迭代时,LinkedList的执行效率很低,如果换用迭代器,则会提升很高的效率。
通过这个实验,也让我明白了,并不是数组就要比链表迭代快,而是在于查询的时间复杂度的差别。所以,算法很重要啊。
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