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Java 容器 & 泛型：二、ArrayList 、LinkedList和Vector比较

Writer：BYSocket（泥沙砖瓦浆木匠）

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继续上一篇的容器文章认识容器，泥瓦匠慢慢带你们走进List的容器解说。今天泥瓦匠想说说 ArrayList 、LinkedList和Vector比较。

一、List回顾

序列（List），有序的Collection，正如它的名字一样，是一个有序的元素列表。确切的讲， 列表通常允许满足 e1.equals(e2) 的元素对 e1 和 e2 ，并且如果列表本身允许 null 元素的话，通常它们允许多个 null 元素。实现List的有：ArrayList、LinkedList、Vector、Stack等。值得一提的是，Vector在JDK1.1的时候就有了，而List在JDK1.2的时候出现，待会我们会聊到ArrayList和Vector的区别。

二、ArrayList vs. Vector

ArrayList是一个可调整大小的数组实现的序列。随着元素增加，其大小会动态的增加。此类在Iterator或ListIterator 迭代中，调用容器自身的remove和add方法进行修改，会抛出 ConcurrentModificationException 并发修改异常。下面演示下相关ArrayList例子。

ArrayList基本方法代码：

@SuppressWarnings({ "rawtypes", "unchecked" })

public static void listMethods()

{

List a1 = new ArrayList< String >();

a1.add("List01");

a1.add("List03");

a1.add("List04");

System.out.print("原来集合：/n/t"+a1+"/n");

a1.add(1,"List02");

System.out.print("指定角标1插入：/n/t"+a1+"/n");

a1.remove(2);

System.out.print("指定角标2删除：/n/t"+a1+"/n");

System.out.print("指定角标2查询：/n/t"+a1.get(2)+"/n");

Iterator i1 = a1.iterator();

System.out.println("用迭代器查询全部元素：");

while (i1.hasNext())

{

System.out.print(i1.next()+",");

}

可以从控制台可以看出：

原来集合：

[List01, List03, List04]

指定角标1插入：

[List01, List02, List03, List04]

指定角标2删除：

[List01, List02, List04]

指定角标2查询：

List04

用迭代器查询全部元素： List01,List02,List04

在上面我们可以根据角标来增加(add)、删除(remove)、获取(get)列表里面元素。ArrayList提供了Iterator迭代器来遍历序列。值得注意的是，迭代器的就相当于一个指针指向角标，next()方法就相当于指针往后移一位。 所以切记，用迭代器中一次循环用一次next()。

下面演示下在 ConcurrentModificationException 的出现，及处理方案。泥瓦匠用Iterator演示这个异常的出现：

@SuppressWarnings({ “unchecked”, “rawtypes” })

public static void iteratorTest()

{

List a1 = new ArrayList<String>();

a1.add(“List01″);

a1.add(“List02″);

a1.add(“List04″);

a1.add(“List05″);

Iterator i1 = a1.iterator();

while (i1.hasNext())

{

Object obj = i1.next();

if (obj.equals(“List02″))

a1.add(“List03″);

}

System.out.print(“集合：/n/t”+a1+”/n”);

}

运行，我们可以在控制台看到：

Java 容器 & 泛型：二、ArrayList 、LinkedList和Vector比较

怎么解决的，先看清楚这个问题。问题描述很清楚，在创建迭代器之后，除非通过迭代器自身的 remove 或 add 方法从结构上对列表进行修改，否则在任何时间以任何方式对列表进行修改，迭代器都会抛出 ConcurrentModificationException 。

因此我们应该这样修改代码，用ListIterator迭代器提供方法，：

@SuppressWarnings({ "unchecked", "rawtypes" })

public static void listIterator()

{

List a1 = new ArrayList< String >();

a1.add("List01");

a1.add("List");

a1.add("List03");

a1.add("List04");

ListIterator l1 = a1.listIterator();

while (l1.hasNext())

{

Object obj = l1.next();

if (obj.equals("List"))

{

l1.remove();

l1.add("List02");

}

System.out.print("集合：/n/t"+a1+"/n");

}

运行下，我们可以看到：

集合：

[List01, List02, List03, List04]

这样，我们成功解决了这个并发修改异常。把其中‘List’元素删除，新增了一个‘List02’的元素。

Vector非常 类似ArrayList 。早在JDK1.1的时候就出现了，以前没有所谓的List接口，现在此类被改进为实现List接口。但与新的Collection不同的是，Vector是同步的。泥瓦匠想说的是Vector，在像查询的性能上会比ArrayList开销大。下面演示下Vector的基本例子：

@SuppressWarnings({ "unchecked", "rawtypes" })

public static void vectorMethods()

{

Vector v1 = new Vector< String >();

v1.add("Vector001");

v1.add("Vector002");

v1.add("Vector003");

v1.add("Vector004");

v1.add("Vector005");

Enumeration e1 =v1.elements();

while (e1.hasMoreElements())

{

Object object = e1.nextElement();

System.out.println(object);

}

从方法上看几乎没差别，同样注意的是：此接口的功能与 Iterator 接口的功能是重复的。此外，Iterator 接口添加了一个可选的移除操作，并使用较短的方法名。新的实现应该优先考虑使用 Iterator 接口而不是 Enumeration 接口。

三、LinkedList及其与ArrayList性能比

LinkedList与ArrayList一样实现List接口，LinkedList是List接口链表的实现。基于链表实现的方式使得LinkedList在插入和删除时更优于ArrayList，而随机访问则比ArrayList逊色些。LinkedList实现所有可选的列表操作，并允许所有的元素包括null。除了实现 List 接口外，LinkedList 类还为在列表的开头及结尾 get、remove 和 insert 元素提供了统一的命名方法。这些操作允许将链接列表用作 堆栈、队列或双端队列 。

LinkedList和ArrayList的方法时间复杂度总结如下图所示。

表中，添加add()指添加元素的方法，remove()是指除去（int index）角标。ArrayList具有O（N）的任意指数时间复杂度的添加/删除，但O（1）的操作列表的末尾。链表的O（n）的任意指数时间复杂度的添加/删除，但O（1）操作端/列表的开始。

泥瓦匠用代码验证下这个结论：

public static void testPerBtwnArlAndLkl()

{

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

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

// ArrayList add

long startTime = System.nanoTime();

long endTime;

long duration;

for (int i = 0; i < ; i++) {

arrayList.add(i);

}

endTime = System .nanoTime();

duration = endTime - startTime;

System.out.println("ArrayList add: " + duration);

// LinkedList add

startTime = System .nanoTime();

for (int i = ; 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 = ; 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 = ; 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 = ; 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);

}

控制台输出如下：

ArrayList add: 16904776 LinkedList add: 12015418 ArrayList get: 1304593 LinkedList get: 108950741 ArrayList remove: 787388127 LinkedList remove: 128145950

对比下的话，其性能差距很明显。LinkedList在添加和删除中性能快，但在获取中性能差。从复杂度和测试结果，我们应该懂得平时在添加或者删除操作频繁的地方，选择LinkedList时考虑：

1、没有大量的元素的随机访问

2、添加/删除操作

自然我下面用LinedList实现一个数据结构–栈。泥瓦匠留给大家LinkedList的一些方法自己消化下。