[JAVA]ArrayList和LinkedList有什麼不同之處？
讀完這篇文章要搞清楚的問題：ArrayList和LinkedList有什麼不同之處？什麼時候應該用ArrayList什麼時候又該用LinkedList呢？
下面以增加和刪除元素為例比較ArrayList和LinkedList的不同之處
增加元素到列表尾端：
在ArrayList中增加元素到佇列尾端的程式碼如下：
public boolean add(E e){
ensureCapacity(size+1);//確保內部陣列有足夠的空間
elementData[size++]=e;//將元素加入到陣列的末尾，完成新增
return true;
}
ArrayList中add()方法的效能決定於ensureCapacity()方法。ensureCapacity()的實現如下：
public vod ensureCapacity(int minCapacity){
modCount++; int oldCapacity=elementData.length; if(minCapacity>oldCapacity){ //如果陣列容量不足，進行擴容
Object[] oldData=elementData; int newCapacity=(oldCapacity*3)/2+1; //擴容到原始容量的1.5倍
if(newCapacitty<minCapacity) //如果新容量小於最小需要的容量，則使用最小 //需要的容量大小
newCapacity=minCapacity ; //進行擴容的陣列複製
elementData=Arrays.copyof(elementData,newCapacity);
}
}
可以看到，只要ArrayList的當前容量足夠大，add()操作的效率非常高的。只有當ArrayList對容量的需求超出當前陣列大小時，才需要進行擴容。擴容的過程中，會進行大量的陣列複製操作。而陣列複製時，最終將呼叫System.arraycopy()方法，因此add()操作的效率還是相當高的。
LinkedList 的add()操作實現如下，它也將任意元素增加到佇列的尾端：
public boolean add(E e){
addBefore(e,header);//將元素增加到header的前面
return true;
}
其中addBefore()的方法實現如下：
private Entry<E> addBefore(E e,Entry<E> entry){
Entry<E> newEntry = new Entry<E>(e,entry,entry.previous);
newEntry.provious.next=newEntry;
newEntry.next.previous=newEntry;
size++;
modCount++; return newEntry;
}
可見，LinkeList由於使用了連結串列的結構，因此不需要維護容量的大小。從這點上說，它比ArrayList有一定的效能優勢，然而，每次的元素增加都需要新建一個Entry物件，並進行更多的賦值操作。在頻繁的系統呼叫中，對效能會產生一定的影響。
增加元素到列表任意位置
除了提供元素到List的尾端，List介面還提供了在任意位置插入元素的方法：void add(int index,E element);
由於實現的不同，ArrayList和LinkedList在這個方法上存在一定的效能差異，由於ArrayList是基於陣列實現的，而陣列是一塊連續的記憶體空間，如果在陣列的任意位置插入元素，必然導致在該位置後的所有元素需要重新排列，因此，其效率相對會比較低。
以下程式碼是ArrayList中的實現：
public void add(int index,E element){ if(index>size||index<0) throw new IndexOutOfBoundsException(
"Index:"+index+",size: "+size);
ensureCapacity(size+1);
System.arraycopy(elementData,index,elementData,index+1,size-index);
elementData[index] = element;
size++;
}
可以看到每次插入操作，都會進行一次陣列複製。而這個操作在增加元素到List尾端的時候是不存在的，大量的陣列重組操作會導致系統性能低下。並且插入元素在List中的位置越是靠前，陣列重組的開銷也越大。
而LinkedList此時顯示了優勢：
public void add(int index,E element){
addBefore(element,(index==size?header:entry(index)));
}
可見，對LinkedList來說，在List的尾端插入資料與在任意位置插入資料是一樣的，不會因為插入的位置靠前而導致插入的方法效能降低。
刪除任意位置元素
對於元素的刪除，List介面提供了在任意位置刪除元素的方法：
public E remove(int index);
對ArrayList來說，remove()方法和add()方法是雷同的。在任意位置移除元素後，都要進行陣列的重組。ArrayList的實現如下：
public E remove(int index){
RangeCheck(index);
modCount++;
E oldValue=(E) elementData[index]; int numMoved=size-index-1; if(numMoved>0)
System.arraycopy(elementData,index+1,elementData,index,numMoved);
elementData[--size]=null; return oldValue;
}
可以看到，在ArrayList的每一次有效的元素刪除操作後，都要進行陣列的重組。並且刪除的位置越靠前，陣列重組時的開銷越大。
public E remove(int index){ return remove(entry(index));
}private Entry<E> entry(int index){ if(index<0 || index>=size) throw new IndexOutBoundsException("Index:"+index+",size:"+size);
Entry<E> e= header; if(index<(size>>1)){//要刪除的元素位於前半段
for(int i=0;i<=index;i++)
e=e.next;
}else{ for(int i=size;i>index;i--)
e=e.previous;
} return e;
}
在LinkedList的實現中，首先要通過迴圈找到要刪除的元素。如果要刪除的位置處於List的前半段，則從前往後找；若其位置處於後半段，則從後往前找。因此無論要刪除較為靠前或者靠後的元素都是非常高效的；但要移除List中間的元素卻幾乎要遍歷完半個List，在List擁有大量元素的情況下，效率很低。
容量引數
容量引數是ArrayList和Vector等基於陣列的List的特有效能引數。它表示初始化的陣列大小。當ArrayList所儲存的元素數量超過其已有大小時。它便會進行擴容，陣列的擴容會導致整個陣列進行一次記憶體複製。因此合理的陣列大小有助於減少陣列擴容的次數，從而提高系統性能。
public ArrayList(){ this(10);
}public ArrayList (int initialCapacity){ super(); if(initialCapacity<0) throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity:"+initialCapacity) this.elementData=new Object[initialCapacity];
}
ArrayList提供了一個可以制定初始陣列大小的建構函式：
public ArrayList(int initialCapacity)
現以構造一個擁有100萬元素的List為例，當使用預設初始化大小時，其消耗的相對時間為125ms左右，當直接制定陣列大小為100萬時，構造相同的ArrayList僅相對耗時16ms。
遍歷列表
遍歷列表操作是最常用的列表操作之一，在JDK1.5之後，至少有3中常用的列表遍歷方式：
forEach操作
迭代器
for迴圈。
String tmp;long start=System.currentTimeMills(); //ForEach for(String s:list){
tmp=s;
}
System.out.println("foreach spend:"+(System.currentTimeMills()-start));
start = System.currentTimeMills();for(Iterator<String> it=list.iterator();it.hasNext();){
tmp=it.next();
}
System.out.println("Iterator spend;"+(System.currentTimeMills()-start));
start=System.currentTimeMills();int size=;list.size();for(int i=0;i<size;i++){
tmp=list.get(i);
}
System.out.println("for spend;"+(System.currentTimeMills()-start));
構造一個擁有100萬資料的ArrayList和等價的LinkedList，使用以上程式碼進行測試，測試結果：
可以看到，最簡便的ForEach迴圈並沒有很好的效能表現，綜合性能不如普通的迭代器，而是用for迴圈通過隨機訪問遍歷列表時，ArrayList表項很好，但是LinkedList的表現卻無法讓人接受，甚至沒有辦法等待程式的結束。這是因為對LinkedList進行隨機訪問時，總會進行一次列表的遍歷操作。效能非常差，應避免使用。
總結
ArrayList和LinkedList在效能上各有優缺點，都有各自所適用的地方，總的說來可以描述如下：
1．對ArrayList和LinkedList而言，在列表末尾增加一個元素所花的開銷都是固定的。
對ArrayList而言，主要是在內部陣列中增加一項，指向所新增的元素，偶爾可能會導致對陣列重新進行分配；
而對LinkedList而言，這個開銷是統一的，分配一個內部Entry物件。
2．在ArrayList的中間插入或刪除一個元素意味著這個列表中剩餘的元素都會被移動；而在LinkedList的中間插入或刪除一個元素的開銷是固定的。
3．LinkedList不支援高效的隨機元素訪問。
4．ArrayList的空間浪費主要體現在在list列表的結尾預留一定的容量空間，而LinkedList的空間花費則體現在它的每一個元素都需要消耗相當的空間
可以這樣說：當操作是在一列資料的後面新增資料而不是在前面或中間,並且需要隨機地訪問其中的元素時,使用ArrayList會有更好的效能；當操作是在一列資料的前面或中間新增或刪除資料,並且按照順序訪問其中的元素時,就應該使用LinkedList了。