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1. ArrayList和LinkedList的区别
ArrayList和LinkedList是Java中常用的双端列表数据结构,主要区别体现在以下几个方面:
线程安全
- ArrayList和LinkedList都不是线程安全的,在多线程环境下使用时,需要手动加锁保护。
底层数据结构
- ArrayList采用数组实现,支持随机访问,特点是内存空间的浪费较小。
- LinkedList采用双向链表实现,节点之间仅有指针连接,不需要大块的内存空间。
插入和删除效率
- ArrayList基于数组实现插入和删除操作,在尾插/尾删除时复杂度为O(1),但索引插/删除时需要O(N)时间。
- LinkedList基于链表实现,插入和删除操作均为O(1),不受元素位置影响。
随机访问效率
- ArrayList支持随机访问,通过索引直接获取元素,时间复杂度为O(1)。
- LinkedList不支持随机访问,访问某个元素需从头遍历起始节点,时间复杂度为O(N)。
扩容机制
- ArrayList初始化时可指定大小,默认为10,当元素添加超过容量时,会扩容到原有容量的1.5倍。
- LinkedList无固定初始容量,不需要扩容,操作更为灵活。
内存占用
- ArrayList内存占用较低,主要浪费在数组的连续空间上。
- LinkedList每个节点存储两个指针,内存占用较高。
适用场景
- 如果需要频繁进行随机访问或规模较大(百万级别以上),应选择ArrayList。
- 如果需要高效的插入和删除操作,或不介意较慢的随机访问,LinkedList更为合适。
2. 顺序表与单链表的区别
顺序表与单链表是两种最基础的线性数据结构,它们的存储方式和操作方式存在显著差异。
存储方式
- 顺序表:数据存储为一连串的块,采用索引直接存取,支持快速随机访问。
- 链表:数据以相对指针的形式连接,每个节点包含指向下一个节点的引向,无连续内存占用。
优缺点对比
顺序表优点
空间利用率高:基于局部性原理,数据按区间连续存储。 存取效率高:通过固定的索引直接存取数据。 顺序表缺点
插入和删除效率低:需要移动大量数据,复杂度为O(N)。 固定容量限制:难以扩展,存储空间受连续内存影响。 链表优点
插入和删除效率高:操作仅需改动指针,时间复杂度为O(1)。 灵活扩展:无需预先分配空间,按需扩展。 链表缺点
空间浪费:每个节点需额外存储指向节点的指针。 访问效率低:需从头节点逐一遍历,查找复杂度为O(N)。 时间复杂度对比
- 顺序表:查找O(1),插入和删除O(N)。
- 链表:查找O(N),插入和删除O(1)。
3. 数组与链表的区别
数组和链表是同一类线性数据结构的两种实现形式,主要区别在于存储方式和操作机制。
数组特点
存储方式:内存中连续占用一块空间,需预先申请内存大小。 插入删除效率:插入和删除需移动大量元素,效率较低。 扩展困难:数组大小需预先确定,扩展需重新定义数组。 随机访问效率高:通过索引快速访问元素。 链表特点
存储方式:数据块不需连续,通过指针连接。 插入删除效率高:操作仅需调整指针,无需移动元素。 扩展灵活:按需申请内存,无需预先确定大小。 随机访问效率低:需从头节点逐一遍历。 优缺点对比
数组优点
随机访问效率高。 查找速度快。 数组缺点
插入和删除效率低。 代码复杂度高。 可能较大的内存浪费和预留空间。 链表优点
插入和删除效率高。 内存利用率高。 链表缺点
随机访问效率低。 查找速度较慢。 转载地址:http://zlanz.baihongyu.com/