Java中ArrayList與LinkedList的作用是什么，針對這個問題，這篇文章詳細介紹了相對應的分析和解答，希望可以幫助更多想解決這個問題的小伙伴找到更簡單易行的方法。

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1.1，鏈表

鏈表:linked list,由一系列結點node（鏈表中每一個元素稱為結點）組成，結點可以在運行時動態(tài)生成。每個結點包括兩個部分：一個是存儲數(shù)據(jù)元素的數(shù)據(jù)域，另一個是存儲下一個結點地址的指針域。我們常說的鏈表結構有單向鏈表與雙向鏈表，那么這里給大家介紹的是單向鏈表。

簡單的說，采用該結構的集合，對元素的存取有如下的特點：

多個結點之間，通過地址進行連接。例如，多個人手拉手，每個人使用自己的右手拉住下個人的左手，依次類推，這樣多個人就連在一起了。

查找元素慢：想查找某個元素，需要通過連接的節(jié)點，依次向后查找指定元素。

增刪元素快：

增加元素：只需要修改連接下個元素的地址即可。

刪除元素：只需要修改連接下個元素的地址即可。

1.2，紅黑樹

紅黑樹是一種自平衡二叉查找樹，是計算機科學領域中的一種數(shù)據(jù)結構，典型的用途是實現(xiàn)關聯(lián)數(shù)組，存儲有序的數(shù)據(jù)。

紅黑樹本身就是一顆二叉查找樹，將節(jié)點插入后，該樹仍然是一顆二叉查找樹。也就意味著，樹的鍵值仍然是有序的。

紅黑樹的約束:

節(jié)點可以是紅色的或者黑色的。  根節(jié)點是黑色的。  葉子節(jié)點(特指空節(jié)點)是黑色的。  每個紅色節(jié)點的子節(jié)點都是黑色的。  任何一個節(jié)點到其每一個葉子節(jié)點的所有路徑上黑色節(jié)點數(shù)相同。

紅黑樹的特點:

速度特別快,趨近平衡樹,查找葉子元素最少和最多次數(shù)不多于二倍。

二，List接口

2.1，簡介

java.util.List接口繼承自Collection接口，是單列集合的一個重要分支，習慣性地會將實現(xiàn)了List接口的對象稱為List集合。在List集合中允許出現(xiàn)重復的元素，所有的元素是以一種線性方式進行存儲的，在程序中可以通過索引來訪問集合中的指定元素。另外，List集合還有一個特點就是元素有序，即元素的存入順序和取出順序一致。

那么List接口有什么特點。

它是一個元素存取有序的集合。例如，存元素的順序是1、2、3。那么集合中，元素的存儲就是按照1、2、3的順序完成的）。  它是一個帶有索引的集合，通過索引就可以精確的操作集合中的元素（與數(shù)組的索引是一個道理）。  集合中可以有重復的元素，通過元素的equals方法，來比較是否為重復的元素。

2.2，常用方法

List接口繼承Collection接口，因此在父類接口中的方法，List子接口全部都有，并且還增加通過索引的方式操作數(shù)據(jù)。

public void add(int index, E element): 將指定的元素，添加到該集合中的指定位置上。  public E get(int index) :返回集合中指定位置的元素。  public E remove(int index) : 移除列表中指定位置的元素, 返回的是被移除的元素。  public E set(int index, E element) :用指定元素替換集合中指定位置的元素,返回值的更新前的元素。

public class ListDemo { public static void main(String[] args) { // 創(chuàng)建List集合對象 List list = new ArrayList<>(); // 往尾部添加 指定元素 list.add("ABC"); list.add("張三"); list.add("李四"); System.out.println(list); // add(int index,String s) 往指定位置添加 list.add(1,"DEF"); System.out.println(list); // String remove(int index) 刪除指定位置元素 返回被刪除元素 // 刪除索引位置為2的元素 System.out.println("刪除索引位置為2的元素"); System.out.println(list.remove(2)); System.out.println(list); // String set(int index,String s) // 在指定位置進行元素替代（改） // 修改指定位置元素 list.set(0, "三毛"); System.out.println(list); // String get(int index) 獲取指定位置元素 // 跟size() 方法一起用來遍歷的 for(int i = 0;i

三，Array List（JDK8）

Array List底層是基于動態(tài)數(shù)組實現(xiàn)的，何以動態(tài)。在于它是一個可變的數(shù)組，根據(jù)實際情況它的容量可自動擴充，類似于在C語言中動態(tài)申請內(nèi)存的原理。（題外話：記得有一次面試，面試官問我arraylist是怎么實現(xiàn)的，我說是一個動態(tài)數(shù)組。然后把他嚇一跳，說一句讓我想清楚再說。我還以為說錯了，接著沉淀5秒鐘，就是一個可自動擴容的動態(tài)數(shù)組）。

其特點是增刪慢，查詢快。因為是基于數(shù)組實現(xiàn)那么就會存在索引，增刪就是對數(shù)據(jù)的更新，導致索引也會發(fā)生相應變化。但是存在索引值，所以對于查詢數(shù)據(jù)來說就很快了。如圖：

3.1，數(shù)組實現(xiàn)

為什么說底層是一個數(shù)組，請看源碼：

ArrayList在初始化時默認的數(shù)組容量為10，源碼如下：

3.2，構造方法

1，定義無參構造方法，初始化默認為10的空列表。

2，有參構造，并且自定義初始化容量的大小。

3，將數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換為數(shù)組類型。

分析：

1，elementData = c.toArray();將元素轉(zhuǎn)化成數(shù)組。

2，判斷數(shù)組大小是否為0，否則將默認EMPTY_ELEMENTDATA賦值給數(shù)組。

3，接著里面的if判斷，判斷elementData是否成功轉(zhuǎn)換為數(shù)組，如果成功則調(diào)用Arrays.copyOf方法將元素值，數(shù)組大小，及數(shù)組類復制值到elementData數(shù)組中。

完成以上初始化步驟之后，接著我們可以調(diào)用add方法完成數(shù)據(jù)添加。

3.3，add方法

先介紹沒有指定索引的數(shù)據(jù)添加，請看add源碼：

分析：

1，ensureCapacityInternal(size + 1);這個方法是判斷在添加數(shù)據(jù)之前，數(shù)組的容量是否夠用。這里就看下源碼的實現(xiàn)吧。

判斷是否要擴容。

說明：

首先size默認為0，然后size+1將參數(shù)傳過來。判斷if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA)是不是第一次添加元素，如果是，則選取默認的容量大小10，正式將數(shù)組容量初始化為10.接著調(diào)用ensureExplicitCapacity(minCapacity);這里是判斷是否需要進行擴容。這里我們假設不需要擴容，接著說完add方法最后一步。

2，elementData[size++] = e;最后執(zhí)行這一步，將元素e添加到elementData數(shù)組中，并且大小加1，并完成元素添加。

3.4，擴容機制

上面我們說到在數(shù)組不擴容情況下元素是如何進行添加的，再來說說如何進行擴容。接著上面ensureExplicitCapacity(int minCapacity)這個方法，判斷如果超出默認容量大小時，便調(diào)用grow(minCapacity);方法開始進行擴容。

在這里先指出擴容的機制其實就是數(shù)組的復制，創(chuàng)建一個新的數(shù)組，將小容量數(shù)組的元素復制到容量較大的數(shù)組中，以此完成數(shù)組的擴容。

接著我們看源碼的實現(xiàn)：

分析：

1，獲取舊數(shù)組的大小。

2，將大小擴大1.5倍。

3，新容量小于參數(shù)指定容量，修改新容量。

4，新容量大于較大容量，并指定新容量。

5，調(diào)用copyOf進行復制。

完成擴容。

四，線程不安全

Array List是線程不安全的，這點很重要，也是面試最常問的問題。那為什么是不安全的呢，下面簡單總結以下。

情況一：

假設現(xiàn)在有A，B兩個線程同時執(zhí)行add方法，而現(xiàn)在size = 9，于是：

1，A經(jīng)過以上步驟發(fā)現(xiàn)初始化容量為10，不需要進行數(shù)組擴容。

2，同時B也在執(zhí)行add方法，它判斷數(shù)組初始化容量也是10（size的值還是9），于是不進行數(shù)組擴容。接著A便執(zhí)行add方法，元素添加成功后，size = 10；此時B開始執(zhí)行add方法，但這個時候數(shù)組元素已經(jīng)添加滿了，B再添加就會造成數(shù)組下標越界異常。

情況二：

elementData[size++] = e;這一步也有可能出現(xiàn)問題。

列表大小為0，即size=0。 線程A開始添加一個元素，值為A。此時它執(zhí)行第一條操作，將A放在了elementData下標為0的位置上。 接著線程B剛好也要開始添加一個值為B的元素，且走到了第一步操作。此時線程B獲取到size的值依然為0，于是它將B也放在了elementData下標為0的位置上。 而最終size大小為：

線程A開始將size的值增加為1線程B開始將size的值增加為2

針對這種情況，可以使用以下方式解決：

List list1 = Collections.synchronizedList(new ArrayList());

五，Linked List

linked list數(shù)據(jù)存儲的結構是雙向鏈表結構。方便元素添加、刪除的集合，但是查詢較慢。

LinkedList中常用方法：

public void addFirst(E e):將指定元素插入此列表的開頭。  public void addLast(E e):將指定元素添加到此列表的結尾。  public E getFirst():返回此列表的第一個元素。  public E getLast():返回此列表的最后一個元素。  public E removeFirst():移除并返回此列表的第一個元素。  public E removeLast():移除并返回此列表的最后一個元素。  public E pop():從此列表所表示的堆棧處彈出一個元素。  public void push(E e):將元素推入此列表所表示的堆棧。  public boolean isEmpty()：如果列表不包含元素，則返回true。

public class LinkedListDemo { public static void main(String[] args) { LinkedList link = new LinkedList(); //添加元素 link.addFirst("abc1"); link.addFirst("abc2"); link.addFirst("abc3"); System.out.println(link); // 獲取元素 System.out.println(link.getFirst()); System.out.println(link.getLast()); // 刪除元素 System.out.println(link.removeFirst()); System.out.println(link.removeLast()); while (!link.isEmpty()) { //判斷集合是否為空  System.out.println(link.pop()); //彈出集合中的棧頂元素 } System.out.println(link); }}

關于Java中ArrayList與LinkedList的作用是什么問題的解答就分享到這里了，希望以上內(nèi)容可以對大家有一定的幫助，如果你還有很多疑惑沒有解開，可以關注創(chuàng)新互聯(lián)行業(yè)資訊頻道了解更多相關知識。

當前題目：Java中ArrayList與LinkedList的作用是什么-創(chuàng)新互聯(lián)
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