ArrayList和LinkedList的区别

ArrayList 和 LinkedList 是 Java 中常用的两种集合类，它们都实现了 List 接口，但在内部实现和性能上有一些区别。

内部实现：

ArrayList 使用数组实现，它的元素在内存中是连续存储的，每个元素占用固定大小的内存空间。

LinkedList 使用链表实现，它的元素在内存中可以是分散存储的，每个元素可以有自己的大小。

随机访问：

ArrayList 支持高效的随机访问，因为它可以通过索引直接访问元素，时间复杂度为 O(1)。

LinkedList 不支持高效的随机访问，如果要访问第 N 个元素，需要从头部或尾部开始遍历链表，时间复杂度为 O(N)。

插入和删除操作：

ArrayList 在列表的中间插入或删除元素时，需要将插入或删除位置后面的元素都向后或向前移动，时间复杂度为 O(N)。

LinkedList 在列表的中间插入或删除元素时，只需要改变相邻节点的指针，时间复杂度为 O(1)。

内存占用：

ArrayList 在添加或删除元素时可能会进行数组的扩容或收缩操作，这可能会导致一些额外的内存消耗和性能损失。

LinkedList 每个元素都需要额外的空间来存储指向下一个元素的指针，可能会占用更多的内存空间。

迭代器性能：

ArrayList 的迭代器性能通常比 LinkedList 的好，因为 ArrayList 的数据在内存中是连续存储的，迭代时不会产生额外的指针跳转操作。

LinkedList 的迭代器性能可能较差，因为它的数据在内存中是分散存储的，迭代时可能会频繁地进行指针跳转。

综上所述，当需要频繁进行随机访问操作时，选择 ArrayList 更合适；当需要频繁进行插入和删除操作时，选择 LinkedList 更合适。

 

ArrayList集合底层原理

ArrayList 是 Java 中的一个基本数据结构，它实现了 List 接口，采用动态数组的方式来存储元素。下面是关于 ArrayList 的详细介绍：

内部实现：

ArrayList 内部使用数组来存储元素。数组的大小可以动态增长，以容纳新的元素。当数组容量不足以容纳新元素时，ArrayList 会自动进行扩容操作，通常会创建一个新的数组，并将原数组中的元素复制到新数组中。

随机访问：

ArrayList 支持高效的随机访问。由于元素存储在数组中，并且数组的元素在内存中是连续存储的，因此可以通过索引来直接访问数组中的元素。因此，访问特定位置的元素的时间复杂度是 O(1)。

插入和删除操作：

尽管 ArrayList 对随机访问操作性能良好，但对于插入和删除操作，可能会涉及移动其他元素的情况。例如，在列表的中间插入一个元素，需要将插入位置后面的元素都向后移动一个位置。因此，插入和删除操作的时间复杂度通常是 O(N)。

迭代器：

ArrayList 提供了迭代器来遍历列表中的元素。迭代器支持快速的向前遍历，并且可以在常量时间内插入或删除当前位置的元素。

内存占用：

ArrayList 的内存占用相对较小。它只需要一个数组来存储元素，因此不会产生额外的指针或引用。但是，由于可能存在扩容操作，ArrayList 可能会分配比实际需要更多的内存空间。

适用场景：

ArrayList 适用于需要频繁进行随机访问操作的情况，例如需要根据索引获取元素或更新元素的值。它也适用于那些对列表进行遍历、迭代和转换的情况。

总的来说，ArrayList 提供了一种灵活且高效的数据结构，适用于各种需要列表功能的场景。然而，需要注意的是，对于大量插入和删除操作的情况，可能会有更适合的数据结构选择，比如 LinkedList。

扩容机制：

1.利用空参创建的集合，在底层创建一个默认长度为0的数组

2.添加第一个元素时，底层会创建一个新的长度为10的数组

3.存满时，会扩容一个1.5倍

4.如果一次添加多个元素，1.5倍还放不下，则新创建数组的长度以实际为准

底层源码1

底层源码2

 

LinkedList集合底层原理

LinkedList 是 Java 中的一个基本数据结构，它实现了 List 接口，采用链表的方式来存储元素。链表由一系列节点组成，每个节点包含一个数据元素以及指向下一个节点的引用。下面是关于 LinkedList 的一些详细介绍：

内部实现：

LinkedList 内部使用双向链表来存储元素。每个节点都包含对前一个节点和后一个节点的引用。这种双向链表结构使得在链表中插入和删除元素的操作更加高效。

插入和删除操作：

由于链表的结构特点，LinkedList 对插入和删除操作具有良好的性能。在链表的任何位置插入或删除一个元素都可以在常量时间内完成，这是因为只需要调整相邻节点的引用。

随机访问：

与 ArrayList 不同，LinkedList 并不支持高效的随机访问。要访问链表中的特定位置的元素，必须从列表的开头或结尾开始遍历，直到找到目标位置。因此，访问特定位置的元素的时间复杂度是 O(N)。

迭代器：

LinkedList 提供了迭代器来遍历链表中的元素。这些迭代器支持快速的向前和向后移动，并且可以在常量时间内插入或删除当前位置的元素。

内存占用：

每个节点除了存储数据之外，还需要额外的空间来存储对前一个节点和后一个节点的引用。因此，相比于数组实现的 ArrayList，LinkedList 可能会占用更多的内存空间。

适用场景：

LinkedList 适用于频繁执行插入和删除操作，但不适用频繁进行随机访问的情况。例如，用作队列或栈的基础数据结构时，LinkedList 是一个很好的选择。

总的来说，LinkedList 在插入和删除操作上具有优势，但在随机访问上性能较差。因此，在选择数据结构时，应根据具体的使用场景和需求来进行选择。