Java中ArrayList與LinkedList的使用及區(qū)別詳解
更新時間：2024年11月19日 10:32:05 作者：?喜歡做夢
這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于Java中ArrayList與LinkedList的使用及區(qū)別的相關(guān)資料,ArrayList和LinkedList都是實現(xiàn)了List接口的容器類,用于存儲一系列的對象引用,文中通過代碼介紹的非常詳細(xì),需要的朋友可以參考下
一、List
1.什么是List？
在集合框架中，List就是一個接口，繼承于Collection接口。
在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的角度，List就是一個線性表，即n個具有相同類型元素的有限序列，在該序列上可以執(zhí)行增刪查改以及變量等操作。
什么是線性表？
線性表是由n個具有相同類型元素組成的有限序列。線性表是一種常見的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在邏輯上，線性表是一種線性結(jié)構(gòu)，就是連續(xù)的一條直線，在物理結(jié)構(gòu)上，不一定是連續(xù)的，在物理存儲是，通常是以數(shù)組和鏈?zhǔn)?/strong>的結(jié)構(gòu)形式存儲。常見的線性比表有順序表、鏈表、棧、隊列.......
2.List中的常用方法
| 增 | |
| boolean add（E e） | 插入元素e在末尾 |
| void add（int index，E element） | 插入元素e在index位置 |
| boolean addAll（Collection？extends？E>c） | 尾插c中的元素 |
| 刪 | |
| E remove（int index） | 刪除index位置的元素 |
| boolean remove（Object o） | 刪除第一次出現(xiàn)的o元素 |
| void clear（） | 清空 |
| 查 | |
| E get（int index） | 獲取index下標(biāo)位置元素 |
| int indexOf（Object o） | 獲取第一個o元素所在的下標(biāo) |
| int lastindexOf（Object o） | 獲取最后一個o元素所在的下標(biāo) |
| boolean contains（Object o） | 查看是否包含o元素 |
| 改 | |
| E set（int index，E Element） | 將index下標(biāo)的元素改為e |
| 截取 | |
| List<E>subList（int formIndex,int toIndex） | 截取部分list |
List是一個接口，所以不能直接實例化。如果想要使用list接口，必須實例化list的實現(xiàn)類。
在集合框架中，ArrayList和LinkedList都實現(xiàn)了這個接口。
二、ArrayList
1.什么是ArrayList?
ArrayList是一個普通的類，是順序表的一種，實現(xiàn)了list接口，是一種可動態(tài)調(diào)整大小的數(shù)組，能夠儲存不同類型的對象。
什么是順序表？
順序表是用一段物理地址連續(xù)的存儲單元依次存儲數(shù)據(jù)元素的線性結(jié)構(gòu)，一般情況下采用數(shù)組存儲。在數(shù)組上完成數(shù)據(jù)的增刪查改。
2.ArrayList的實例化
//接口的實例化：
List<Integer> list1=new ArrayList<>();
//ArrayList的實例化：
ArrayList<Integer> list=new ArrayList<>();
兩者區(qū)別：
- 接口的實例化：只能使用接口中定義類的方法；
- ArrayList實例化：可以使用ArrayList中獨有的方法，更具有靈活性
3.ArrayList的使用
ArrayList常見方法：
| 增： | |
| void add（int data） | 在數(shù)組最后添加元素 |
| void add（int pos，int data） | 在數(shù)組某下標(biāo)插入元素 |
| 刪： | |
| void remove（int toRemove） | 刪除第一次出現(xiàn)的元素 |
| void clear（）； | 清空所有元素 |
| 查: | |
boolean contains（int toFind） | 查看是否包含該元素 |
| int get（int pos） | 獲取該下標(biāo)元素 |
| int indexOf（int toFind ） | 獲取該元素下標(biāo) |
| 改： | |
| void set（int pos，int value） | 將下標(biāo)元素進(jìn)行更改 |
ArrayList方法的使用：
public static void main(String[] args) {
List<Integer> list1=new ArrayList<>();
//增：
//add：尾插
list1.add(1);
list1.add(2);
list1.add(3);
list1.add(4);
list1.add(5);
System.out.println(list1);//[1, 2, 3, 4, 5]
//add：任意位置插入
list1.add(3,100);
System.out.println(list1);//[1, 2, 3, 100, 4, 5]
//查：
//contains:是否包含該元素
System.out.println(list1.contains(11));//false
//get:獲取下標(biāo)元素
int ret=list1.get(3);
System.out.println(ret);//100
//indexOf:獲取元素下標(biāo)
int ret2=list1.indexOf(4);
System.out.println(ret2);//4
//改
//set:將某下標(biāo)的元素進(jìn)行更改
list1.set(1,13);
System.out.println(list1);//[1, 13, 3, 100, 4, 5]
//刪：
// remove：刪除第一次出現(xiàn)的元素
list1.remove(2);
list1.remove(3);
//list1.remove(6);//超出范圍，報錯
System.out.println(list1);//[1, 13, 100, 5]
//清空
list1.clear();
System.out.println(list1);//無
//大小的獲取：
System.out.println(list1.size());
}
4.ArrayList的遍歷
ArrayList的遍歷可以使用三種方法：for循環(huán)、foreach、使用迭代器
示例：
public static void main(String[] args) {
List<Integer> list1=new ArrayList<>();
list1.add(1);
list1.add(2);
list1.add(3);
list1.add(4);
list1.add(5);
}for循環(huán)：
//for循環(huán)語句：
//list1.size（）：list1長度
for (int i = 0; i < list1.size(); i++) {
//get（i）：獲取i下標(biāo)的元素
System.out.print(list1.get(i)+" ");//1 2 3 4 5
}foreach語句：
//foreach:
//每次循環(huán)時，取出list中的一個元素，將該元素賦值給變量num中
for (Integer num:list1) {
System.out.print(num+" ");//1 2 3 4 5
}迭代器：Iterator和ListIterator
//迭代器:
//從前往后打印
// Iterator
System.out.println("=====Iterator=====");
Iterator<Integer> a=list1.iterator();
//a.hasNext():用于判斷集合a中是否還有下一個元素，如果有返回true，沒有返回false
while(a.hasNext()){
//a.next:返回迭代器當(dāng)前所指向的元素，然后指向下一個元素未被遍歷的元素并打印
System.out.print(a.next()+" ");
}
System.out.println();
//listIterator
System.out.println("=====listIterator=====");
ListIterator<Integer> b=list1.listIterator();
while(b.hasNext()){
System.out.print(b.next()+" ");//1 2 3 4 5
}
System.out.println();
System.out.println("=====listIterator=====");
//從后往前打印
ListIterator<Integer> c=list1.listIterator(list1.size());
//b.hasPrevious():用于判斷集合a中是否有上一個元素，如果有返回true，沒有返回false
while(b.hasPrevious()){
//b.previous:返回迭代器當(dāng)前所指向的元素，然后指向上一個元素未被遍歷的元素并打印
System.out.print(b.previous()+" ");//5 4 3 2 1
}- ArrayList適合使用for循環(huán)語句遍歷；
Iterator和Listiterator的區(qū)別：
- Iterator是Java中的一個接口，通過hasNext（）和next（）方法實現(xiàn)順序遍歷；
- Listiterator是Iterator的子接口，除了擁有Iterator的方法外，還有其他功能，所以其還有雙向遍歷的功能，通過hasPrevious（）和previous（）來實現(xiàn)反向遍歷。
5.ArrayList特點
- 動態(tài)數(shù)組結(jié)構(gòu)：基于數(shù)組實現(xiàn)。可以像普通數(shù)組一樣快速訪問元素；
- 動態(tài)調(diào)整大小：與普通數(shù)組不同，當(dāng)添加的元素個數(shù)大于ArrayList容量，ArrayList會自動擴(kuò)容1.5倍；
- 元素儲存有序：元素按照先后添加的順序在排序中，在插入或者刪除元素的時候，會相應(yīng)改變元素位置；
- 允許元素重復(fù)：可以添加多個重復(fù)相同的元素；
- 通用性好:可以儲存各類對象。
6.ArrayList優(yōu)缺點
1.ArrayList的優(yōu)點：
- 快速訪問元素：基于數(shù)組實現(xiàn)，可以快速訪問元素，時間復(fù)雜度為O（1）；
- 內(nèi)存利用相對高效：內(nèi)存布局相對規(guī)整，主要是數(shù)組占用空間和少量額外空間用于記錄數(shù)組大小等信息。在不用頻繁的插入和刪除中間元素的情況下，內(nèi)存利用高效；
- 支持隨機(jī)訪問：可以隨機(jī)訪問任意位置的元素，在很多算法和操作中非常有用，如二分查找。
2.ArrayList的缺點：
- 擴(kuò)容開銷：當(dāng)元素數(shù)量大于數(shù)組容量的時候，會進(jìn)行擴(kuò)容。在擴(kuò)容時會創(chuàng)建一個新的容量更大的數(shù)組并復(fù)制舊元素，這會消耗較多的時間和資源；
- 插入和刪除的效率較低（中間元素）：在頻繁的插入和刪除中間元素的時候，需要不斷地移動元素，時間復(fù)雜度為O（n）。
由于ArrayList不適合進(jìn)行頻繁的插入和刪除元素，所以在Java集合中引入了LinkedList，即鏈表結(jié)構(gòu)。
三、LinkedList
1.什么是LinkedList？
LinkedList的底層是雙向鏈表結(jié)構(gòu)，是鏈表的一種。
什么是鏈表？
鏈表是一種常見的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它由一系列節(jié)點組成，每個節(jié)點包含數(shù)據(jù)域和指針域。鏈表邏輯順序是連續(xù)的，在物理存儲結(jié)構(gòu)是非連續(xù)的。
鏈表的分類:
有頭鏈表或者無頭鏈表：
- 有頭鏈表：有一個的頭節(jié)點，其指針指向第一個數(shù)據(jù)節(jié)點；
- 無頭鏈表：沒有專門的頭節(jié)點，第一個節(jié)點直接存儲數(shù)據(jù)；
以下分類都有分為是否是有頭鏈表還是無頭鏈表：
- 單鏈表：每個節(jié)點包含數(shù)據(jù)和下一個接節(jié)點的指針，最后一個節(jié)點的指針指向空
- 雙鏈表：每個節(jié)點都有包含數(shù)據(jù)，以及指向前一個節(jié)點的指針和指向后一個節(jié)點的指針
- 循環(huán)鏈表：循環(huán)鏈表分為單循環(huán)鏈表和雙循環(huán)鏈表，其就是最后一個節(jié)點的下一個節(jié)點的指針指向其頭結(jié)點。
2.LinkedList的實例化
LinkedList<Integer> list1=new LinkedList<>();
3.LinkedList的使用
其常用方法與ArrayList相差不大
public static void main(String[] args) {
LinkedList<Integer> list1=new LinkedList<>();
//增：
//add：尾插
list1.add(1);
list1.add(2);
list1.add(3);
list1.add(4);
list1.add(5);
System.out.println(list1);//[1, 2, 3, 4, 5]
//add：任意位置插入
list1.add(3,100);
System.out.println(list1);//[1, 2, 3, 100, 4, 5]
//查：
//contains:是否包含該元素
System.out.println(list1.contains(11));//false
//get:獲取下標(biāo)元素
int ret=list1.get(3);
System.out.println(ret);//100
//indexOf:獲取元素下標(biāo)
int ret2=list1.indexOf(4);
System.out.println(ret2);//4
//改
//set:將某下標(biāo)的元素進(jìn)行更改
list1.set(1,13);
System.out.println(list1);//[1, 13, 3, 100, 4, 5]
//刪：
// remove：刪除第一次出現(xiàn)的元素
list1.remove(2);
list1.remove(3);
//list1.remove(6);//超出范圍，報錯
System.out.println(list1);//[1, 13, 100, 5]
//清空
list1.clear();
System.out.println(list1);//無
//大小的獲?。?
System.out.println(list1.size());//0
}4.LinkedList的遍歷
遍歷的三種方式：for循環(huán)，foreach、迭代器
public static void main(String[] args) {
LinkedList<Integer> list1=new LinkedList<>();
list1.add(1);
list1.add(2);
list1.add(3);
list1.add(4);
list1.add(5);
//for循環(huán)語句：
for (int i = 0; i < list1.size(); i++) {
int ret=list1.get(i);
System.out.print(ret+" ");//1 2 3 4 5
}
System.out.println();
//foreach
for (Integer x:list1) {
System.out.print(x+" ");//1 2 3 4 5
}
System.out.println();
//迭代器：
Iterator<Integer> a=list1.iterator();
while (a.hasNext()){
System.out.print(a.next()+" ");//1 2 3 4 5
}
System.out.println();
ListIterator b=list1.listIterator();
while (b.hasNext()){
System.out.print(b.next()+" ");//1 2 3 4 5
}
System.out.println();
ListIterator c=list1.listIterator(list1.size());
while(c.hasPrevious()){
System.out.print(c.previous()+" ");//5 4 3 2 1
}
}- LinkedList適合使用迭代器遍歷；
5.ListedList的特點
- 動態(tài)性：沒有固定的大小限制，大小可動態(tài)變化；
- 插入或刪除高效：在插入和刪除時，只需修改相關(guān)節(jié)點即可，時間復(fù)雜度為O（1）；
- 順序訪問：只能順序訪問節(jié)點，效率較低，時間復(fù)雜度為O（n）；
- 存儲結(jié)構(gòu)：由一系列節(jié)點組成，每個節(jié)點包含數(shù)據(jù)域和指針域；
- 通用性：可以存儲不同數(shù)據(jù)。
6.LinkedList優(yōu)缺點
1.LinkedList優(yōu)點:
- 動態(tài)性強(qiáng)：節(jié)點分散存儲，不受連續(xù)空間的限制；
- 插入或刪除高效：在插入和刪除時，只需修改相關(guān)節(jié)點即可，時間復(fù)雜度為O（1）；
- 可擴(kuò)性好：可方便的增加和減少節(jié)點的數(shù)量；
2.LinkedList缺點:
- 隨機(jī)訪問效率低：只能順序訪問節(jié)點，效率較低，時間復(fù)雜度為O（n）；
- 額外空間開銷大：除了存儲數(shù)據(jù)本身，每個節(jié)點還要存儲額外的指針信息，內(nèi)存利用率低；
- 數(shù)據(jù)存儲不連續(xù)：不利于有效存儲，導(dǎo)致數(shù)據(jù)訪問慢；
四、ArrayList與LinkedList的區(qū)別
| 不同點 | ArrayList | LinkedList |
| 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) | 邏輯上和物理上都是連續(xù)的 | 在邏輯上連續(xù)，物理上不連續(xù) |
| 隨機(jī)訪問 | 隨機(jī)訪問效率快， 時間復(fù)雜度為O（1） | 隨機(jī)訪問效率慢， 時間復(fù)雜度為O（n） |
| 插入或刪除 | 效率慢， 時間復(fù)雜度為O（n） | 效率快， 時間復(fù)雜度為O（1） |
| 容量 | 空間不夠需要擴(kuò)容 | 沒有容量限制 |
| 內(nèi)存占用 | 內(nèi)存利用相對高效 | 內(nèi)存利用率低 |
| 應(yīng)用場景 | 元素訪問+高效存儲 | 插入和刪除頻繁 |
總結(jié)
到此這篇關(guān)于Java中ArrayList與LinkedList的使用及區(qū)別的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java ArrayList與LinkedList詳解內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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