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前言

关于作者：励志不秃头的一个CURD的Java农民工，想挑战看看自己能完成多少天的更文挑战
关于文章：以下内容单纯为作者了解的，如有不对，欢迎各路大神指导。平时我们面试总会遇到ArrayList与LinkedList区别的问题，但是我们回答的都很浅，下面就来看看高阶回答是怎样的吧。

ArrayList与LinkedList

基础回答

继承关系

ArrayList和LinkedList都是是List接口的实现类，List接口继承于Collection接口,Collection接口又继承了Iterable接口，因此List具有Collection和Iterable的特性。

底层数据结构

ArrayList：基于动态数组
LinkedList：基于链表

进阶回答

占用内存

LinkedList 需要更多的内存，因为 ArrayList 的每个索引的位置是实际的数据，而 LinkedList 中的每个节点中存储的是实际的数据和前后节点的位置 (一个 LinkedList 实例存储了两个值： Node first 和 Node last 分别表示链表的其实节点和尾节点，每个 Node 实例存储了三个值： E item,Node next,Node pre) 。

性能分析

随机访问get和set，ArrayList要优于LinkedList
插入或者删除：在数据量较小时，LinkedList的效率比ArrayList高；当数据量大的时候，LinkedList的效率比ArrayList低。

源码分析

ArrayList

//获取index位置的元素值
public E get(int index) {
    rangeCheck(index); //首先判断index的范围是否合法
 
    return elementData(index);
}
 
//将index位置的值设为element，并返回原来的值
public E set(int index, E element) {
    rangeCheck(index);
 
    E oldValue = elementData(index);
    elementData[index] = element;
    return oldValue;
}
 
//将element添加到ArrayList的指定位置
public void add(int index, E element) {
    rangeCheckForAdd(index);
 
    ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
    //将index以及index之后的数据复制到index+1的位置往后，即从index开始向后挪了一位
    System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
                     size - index); 
    elementData[index] = element; //然后在index处插入element
    size++;
}
 
//删除ArrayList指定位置的元素
public E remove(int index) {
    rangeCheck(index);
 
    modCount++;
    E oldValue = elementData(index);
 
    int numMoved = size - index - 1;
    if (numMoved > 0)
        //向左挪一位，index位置原来的数据已经被覆盖了
        System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
                         numMoved);
    //多出来的最后一位删掉
    elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work
 
    return oldValue;
}

ArrayList想要get(int index)元素时，直接返回index位置上的元素
ArrayList想要在指定位置插入或删除元素时，主要耗时的是System.arraycopy动作，会移动index后面所有的元素

LinkedList

//获得第index个节点的值
public E get(int index) {
	checkElementIndex(index);
	return node(index).item;
}
 
//设置第index元素的值
public E set(int index, E element) {
	checkElementIndex(index);
	Node<E> x = node(index);
	E oldVal = x.item;
	x.item = element;
	return oldVal;
}
 
//在index个节点之前添加新的节点
public void add(int index, E element) {
	checkPositionIndex(index);
 
	if (index == size)
		linkLast(element);
	else
		linkBefore(element, node(index));
}
 
//删除第index个节点
public E remove(int index) {
	checkElementIndex(index);
	return unlink(node(index));
}
 
//定位index处的节点
Node<E> node(int index) {
	// assert isElementIndex(index);
	//index<size/2时，从头开始找
	if (index < (size >> 1)) {
		Node<E> x = first;
		for (int i = 0; i < index; i++)
			x = x.next;
		return x;
	} else { //index>=size/2时，从尾开始找
		Node<E> x = last;
		for (int i = size - 1; i > index; i--)
			x = x.prev;
		return x;
	}
}

LinkedList需要通过for循环进行查找，虽然LinkedList已经在查找方法上做了优化，比如index < size / 2，则从左边开始查找，反之从右边开始查找，但是还是比ArrayList要慢。
LinkedList在指定位置插入或删除元素时，主耗时的是要先通过for循环找到index，然后直接插入或删除。

对比ArrayList和LinkedList的指定位置插入或删除元素源码，耗时的步骤都不同，因此就导致了两者并非一定谁快谁慢。

代码测试

package com.denny.Study;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;

/**
 * @Description
 * @auther denny
 * @create 2020-07-17 17:13
 */
public class ArrayOrLinkedText {

    static List<Integer> array=new ArrayList<Integer>();
    static List<Integer> linked=new LinkedList<Integer>();

    public static void main(String[] args) {
        for(int i=0;i<20000;i++){
            array.add(i);
            linked.add(i);
        }
        //获得两者随机访问的时间
        System.out.println("array get time:"+getTime(array));
        System.out.println("linked get time:"+getTime(linked));
        //获得两者插入数据的时间
        System.out.println("array insert time:"+insertTime(array));
        System.out.println("linked insert time:"+insertTime(linked));

    }

    //获取数据
    public static long getTime(List<Integer> list){
        long time=System.currentTimeMillis();
        for(int i = 0; i < 10000; i++){
            //使用二分搜索法搜索指定列表，以获得指定对象。
            // 在进行此调用之前，必须根据列表元素的自然顺序对列表进行升序排序（通过 sort(List) 方法）。
            // 如果没有对列表进行排序，则结果是不确定的。如果列表包含多个等于指定对象的元素，则无法保证找到的是哪一个。
            int index = Collections.binarySearch(list, list.get(i));
            if(index != i){
                System.out.println("ERROR!");
            }
        }
        return System.currentTimeMillis()-time;
    }

    //插入数据
    public static long insertTime(List<Integer> list){
        /*
         * 插入的数据量和插入的位置是决定两者性能的主要方面，
         * 我们可以通过修改这两个数据，来测试两者的性能
         */
        long num = 10000; //表示要插入的数据量
        //500，2000，10000，20000
        int index = 500; //表示从哪个位置插入
        long time=System.currentTimeMillis();
        for(int i = 1; i < num; i++){
            list.add(index, i);
        }
        return System.currentTimeMillis()-time;

    }

}

输出结果

index = 500:
- array get time:5
- linked get time:491
- array insert time:27
- linked insert time:10
index = 2000:
- array get time:4
- linked get time:493
- array insert time:4
- linked insert time:18
index = 10000:
- array get time:3
- linked get time:452
- array insert time:3
- linked insert time:39
index = 20000:
- array get time:4
- linked get time:445
- array insert time:1
- linked insert time:4

结论

从运行所需要的时间来看：LinkedList的效率是越来越差。
当插入的数据量较小时，两者区别不太大
当插入的数据大约在LinkedList容量的1/10之前，LinkedList的性能会优于ArrayList
当插入的数据大约在LinkedList容量的1/10之后，LinkedList的性能会差于ArrayList，并且数据量越大性能越差

当我们面对面试官时，可以回答出这种结论，我想肯定比单纯说get和set，ArrayList要优于LinkedList效果好，也能给面试官留下不同的感觉的。好了，以上就是本篇文章的全部内容，我是新生代农民工L_Denny，我们下篇文章见。

ArrayList与LinkedList面试进阶版

前言