标签：过程 数组元素 查找 element 调用 程序 修改 seq node
ArrayList和LinkedList的实现差异
List代表一种线性表的数据结构，ArrayList则是一种顺序存储的线性表，ArrayList底层采用动态数组的形式保存每一个集合元素，LinkedList则是一种链式存储的线性表，其本质上就是一个双向链表，它不仅实现了List接口，还实现了Deque接口，Deque代表了一种双端队列，既具有队列（FIFO）的特性，也具有栈（FILO）的特性，也就是说，LinkedList既可以当成双向链表使用，也可以当成队列使用，还可以当成栈来使用。
public class LinkedList<E> extends AbstractSequentialList<E> implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable
ArrayList底层采用一个elementData数组来保存所有集合元素，因此ArrayList在插入元素时需要完成两件事情：
①、保存ArrayList底层封装的数组长度大于集合元素的个数
②、将插入位置之后的所有数组元素“整体搬家”，向后移动一“格”
当删除ArrayList集合中指定位置的元素时，程序也要进行“整体搬家”，而且还需要将被删除索引处的数组元素赋值为null，下面是ArrayList集合的remove（int index）方法的源代码。
public E remove(int index) { rangeCheck(index); modCount++; E oldValue = elementData(index); int numMoved = size - index - 1; if (numMoved > 0) System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index, numMoved); elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work return oldValue; }
对于ArrayList集合而言，当程序向ArrayList中添加、删除集合元素时，ArrayList底层都是需要对数组进行“整体搬家”，因此性能很差。
但如果程序调用get（int index）方法取出ArrayList集合中的元素时，性能和数组几乎相同，效率非常快。下面是ArrayList集合的get（int index）方法的源代码。
E elementData(int index) { return (E) elementData[index]; } public E get(int index) { rangeCheck(index); return elementData(index); }
LinkedList本质上是一个双向链表，因此它使用内部类来保存每一个集合元素。
private static class Node<E> {
//集合元素 E item;
//保存指向下一个链表节点的引用 Node<E> next;
//保存指向上一个链表节点的引用 Node<E> prev; //普通构造器 Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) { this.item = element; this.next = next; this.prev = prev; } }
从上面程序中的粗体字代码可以看出，一个Node对象代表双向链表的一个节点，该对象中的next变量指向下一个节点，previous子指向上一个节点。
由于LinkedList采用双向链表来保存集合元素，因此它在添加集合元素时，只要对链表进行插入即可。下面是LinkedList添加节点的源码。
public void add(int index, E element) { checkPositionIndex(index); if (index == size) linkLast(element); else linkBefore(element, node(index)); }
从上面代码看出，由于Linked本质上就是一个双向链表，因此它非常方便的在指定节点之前插入新节点。
上面add（int index，E element）方法实现中用到了以下三个方法。
①、node（int index）：搜索指定索引出的元素
②、linkLast（E e）：将e新节点插入到最后
③、linkBefore（E e，Node<E> succ）：在succ节点之前插入e新节点
node（int index）实际上就是get（int index）方法的底层实现。Linked必须逐个元素的搜索，直到找到第index个元素为止。node（int index）采用二分法的方式进行查找，以下是该方法的源代码。
Node<E> node(int index) { // assert isElementIndex(index); //如果index小于size/2 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; } }
上面的node（int index）方法就是逐个元素的找到index索引处的元素，只是由于LinkedList是一个双向链表，因此程序先根据index的值判断它离链表头近还是离链表尾近，如果离链表头近则从头端开始搜索，如果离链表尾近则从尾端开始搜素。
Linked的get（int index）方法只是对上面node（int index）方法的简单包装。get（int index）方法的源代码如下。
public E get(int index) { checkElementIndex(index); return node(index).item; }
但单纯的插入操作就比较简单了，只要修改几个节点里面的previous、next引用的值即可。下面是linkedbefore（E e, Node<E> succ）方法的源代码。
void linkBefore(E e, Node<E> succ) { // assert succ != null; final Node<E> pred = succ.prev; final Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, succ); succ.prev = newNode; if (pred == null) first = newNode; else pred.next = newNode; size++; modCount++; }
如果只是单纯的添加某个节点，那么LinkedList的性能是非常好的，但如果需要向某个指定索引处添加节点，LinkedList必须先找到指定索引处的节点，这个搜索过程的系统开销并不小，因此LinkedList的add（int index，E e）方法的性能并不是特别好。如果只使用LinkedList的addFrist（E e）、addLast（E e）、offerFrist（E e）、offerLast（E e）、pollFrist（E e）、pollLast（E e）的话，性能是非常好的，因为可以避免搜索过程。
类似的，LinkedList为了实现remove（int index）方法，也必须先通过node（int index）方法找到index索引处的节点，然后修改它前一个节点的next引用，以及后一个节点的previous引用，下面是该方法的源代码。
public E remove(int index) { checkElementIndex(index); return unlink(node(index)); } E unlink(Node<E> x) { // assert x != null; final E element = x.item; final Node<E> next = x.next; final Node<E> prev = x.prev; if (prev == null) { first = next; } else { prev.next = next; x.prev = null; } if (next == null) { last = prev; } else { next.prev = prev; x.next = null; } x.item = null; size--; modCount++; return element; }
综上所述，ArrayList、LinkedList有各自适用的场景，大部分情况下，ArrayList的性能总是优于Linkedlist，因此绝大部分都应该考虑使用ArrayList集合。但如果程序荆楚需要添加、删除元素，尤其是经常需要add（E e）方法向集合中添加元素，则应该考虑使用LinkedList集合了。
java集合的实现细节--ArrayList和LinkedList
标签：过程 数组元素 查找 element 调用 程序 修改 seq node
原文地址：http://www.cnblogs.com/conswin/p/6971346.html
