Java集合框架与ArrayList、LinkedList的区别

青山师

发布于 2023-05-05 20:10:19

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Java集合框架与ArrayList、LinkedList的区别

在Java中，集合框架是非常重要的一部分。集合框架提供了各种数据结构和算法，可以方便地存储和操作数据。在集合框架中，ArrayList和LinkedList是两个最基本的数据结构。本篇博客将会介绍Java集合框架和ArrayList、LinkedList的区别，以及如何在Java中使用这些类型。

集合框架

Java集合框架是Java平台的一部分，它包含了一组接口、实现类和算法，可以用于存储和处理数据。集合框架包括以下内容：

Collection：代表一组对象，它们可能存在某种关系。
List：一种有序的集合，可以包含重复的元素。
Set：一种不允许重复元素的集合。
Map：一种键值对的映射表，不允许重复的键。

Java集合框架提供了丰富的算法和数据结构，可以满足各种不同的需求。

ArrayList

在Java中，ArrayList是最常用的数据结构之一。ArrayList是一个动态数组，表示一个有序的集合，可以包含重复的元素。

List<Integer> list = new ArrayList<>();
list.add(1);
list.add(2);
list.add(3);

特点

随机访问：由于ArrayList底层是一个数组，所以可以通过索引随机访问元素。
动态扩容：当ArrayList的容量不够时，会自动扩容，保证能够存储更多的元素。
删除和插入性能较差：由于需要移动元素，删除和插入元素的性能较差。

操作

ArrayList提供了丰富的操作方法，可以方便地对集合进行操作。

List<Integer> list = new ArrayList<>();
list.add(1);
list.add(2);
list.add(3);

// 获取元素
int element = list.get(0);

// 删除元素
list.remove(2);

// 插入元素
list.add(1, 4);

// 修改元素
list.set(0, 5);

上面这段代码展示了如何获取、删除、插入和修改ArrayList中的元素。

LinkedList

在Java中，LinkedList是另一种常用的数据结构。LinkedList是一个双向链表，表示一个有序的集合，可以包含重复的元素。

List<Integer> list = new LinkedList<>();
list.add(1);
list.add(2);
list.add(3);

特点

顺序访问：由于LinkedList底层是一个双向链表，所以只能通过顺序访问元素。
插入和删除性能较好：由于只需要改变指针的指向，插入和删除元素的性能比ArrayList要好。
不适合随机访问：由于LinkedList没有数组那样的随机访问功能，因此不适合需要频繁随机访问元素的场景。

操作

LinkedList也提供了丰富的操作方法，可以方便地对集合进行操作。

List<Integer> list = new LinkedList<>();
list.add(1);
list.add(2);
list.add(3);

// 获取元素
int element = list.get(0);

// 删除元素
list.remove(2);

// 插入元素
list.add(1, 4);

// 修改元素
list.set(0, 5);

上面这段代码展示了如何获取、删除、插入和修改LinkedList中的元素。LinkedList 的操作与 ArrayList 相同。

区别

ArrayList 和 LinkedList 在实现上有很大的不同，它们各有优缺点。

底层实现：ArrayList底层是一个数组，LinkedList底层是一个双向链表。
访问方式：ArrayList可以随机访问元素，LinkedList只能顺序访问元素。
插入和删除操作：LinkedList插入和删除元素的性能比ArrayList好，因为只需要改变指针的指向，而不需要移动元素。
内存占用：ArrayList需要预先分配固定大小的内存空间，如果容量不够就需要扩容，这就会导致内存占用过大。而LinkedList只需要分配每个元素所需的内存空间，因此对内存的使用更加高效。

代码实践

下面给出一个使用 ArrayList 和 LinkedList 的示例代码，包括元素的插入、删除和访问操作。

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

public class ListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // ArrayList 示例
        List<Integer> arrayList = new ArrayList<>();
        arrayList.add(1);
        arrayList.add(2);
        arrayList.add(3);

        System.out.println("ArrayList:");
        for (int i = 0; i < arrayList.size(); i++) {
            int element = arrayList.get(i);
            System.out.println(element);
        }

        // LinkedList 示例
        List<Integer> linkedList = new LinkedList<>();
        linkedList.add(1);
        linkedList.add(2);
        linkedList.add(3);

        System.out.println("LinkedList:");
        for (int element : linkedList) {
            System.out.println(element);
        }
    }
}