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 一、介紹

先回顧一下List的框架圖

由圖中的繼承關系，可以知道，ArrayList、LinkedList、Vector、Stack都是List的四個實現(xiàn)類。

AbstractList是一個抽象類，它繼承于AbstractCollection。AbstractList實現(xiàn)List接口中除size()、get(int location)之外的函數(shù)。

AbstractSequentialList 是一個抽象類，它繼承于AbstractList。AbstractSequentialList 實現(xiàn)了“鏈表中，根據(jù)index索引值操作鏈表的全部函數(shù)”。

ArrayList 是一個數(shù)組隊列，相當于動態(tài)數(shù)組。它由數(shù)組實現(xiàn)，隨機訪問效率高，隨機插入、隨機刪除效率低。

LinkedList 是一個雙向鏈表。它也可以被當作堆棧、隊列或雙端隊列進行操作。LinkedList隨機訪問效率低，但隨機插入、隨機刪除效率低。

Vector 是矢量隊列，和ArrayList一樣，它也是一個動態(tài)數(shù)組，由數(shù)組實現(xiàn)。但是ArrayList是非線程安全的，而Vector是線程安全的。

Stack 是棧，它繼承于Vector。它的特性是：先進后出(FILO, First In Last Out)。

二、性能測試

在對ArrayList、LinkedList、Vector、Stack進行比較之前，我們先來對他們進行一個性能測試，結(jié)合源碼和測試結(jié)果來對ArrayList、LinkedList、Vector、Stack進行詳細的分析。

得到的結(jié)果如下

根據(jù)結(jié)果，可以很明顯的看出ArrayList、LinkedList、Vector、Stack的性能有很大的區(qū)別。

讀取：ArrayList > Vector > Stack > LinkedList

插入：LinkedList > Vector > ArrayList > Stack

刪除：LinkedList > Vector > ArrayList > Stack

三、插入的分析

LinkedList

從中，我們可以看出：通過add(int index, E element)向LinkedList插入元素時。先是在雙向鏈表中找到要插入節(jié)點的位置index;找到之后，再插入一個新節(jié)點。

雙向鏈表查找index位置的節(jié)點時，有一個加速動作：若index < 雙向鏈表長度的1/2，則從前向后查找; 否則，從后向前查找。

ArrayList

在這里面有一個非常耗時的操作

System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1, size - index);

該方法被標記了native，調(diào)用了系統(tǒng)的C/C++代碼，在JDK中是看不到的，但在openJDK中可以看到其源碼。

該函數(shù)實際上最終調(diào)用了C語言的memmove()函數(shù)，因此它可以保證同一個數(shù)組內(nèi)元素的正確復制和移動，比一般的復制方法的實現(xiàn)效率要高很多，很適合用來批量處理數(shù)組。Java強烈推薦在復制大量數(shù)組元素時用該方法，以取得更高的效率。

Vector

可以看到Vector和ArrayList是一樣的，都調(diào)用了System.arraycopy。由于Stack和繼承與Vector，就不仔細分析了。

四、查找的分析

LinkedList

從中，我們可以看出：通過get(int index)獲取LinkedList第index個元素時。先是在雙向鏈表中找到要index位置的元素;找到之后再返回。

雙向鏈表查找index位置的節(jié)點時，有一個加速動作：若index < 雙向鏈表長度的1/2，則從前向后查找; 否則，從后向前查找。

ArrayList

我們可以看到ArrayList直接返回數(shù)組中index位置的元素，而不需要像LinkedList一樣進行查找。

通過源碼發(fā)現(xiàn)Vector和Stack的操作方式和ArrayList一樣，這里就不詳細分析了。

五、刪除的分析

LinkedList

由于刪除了某一節(jié)點因此調(diào)整相應節(jié)點的前后指針信息，如下：

e.previous.next = e.next;//預刪除節(jié)點的前一節(jié)點的后指針指向預刪除節(jié)點的后一個節(jié)點。  
e.next.previous = e.previous;//預刪除節(jié)點的后一節(jié)點的前指針指向預刪除節(jié)點的前一個節(jié)點。 

清空預刪除節(jié)點：

e.next = e.previous = null; 
e.element = null; 

交給gc完成資源回收，刪除操作結(jié)束。

與ArrayList比較而言，LinkedList的刪除動作不需要“移動”很多數(shù)據(jù)，從而效率更高。

ArrayList

恩，又是調(diào)用了System.arraycopy。

六、結(jié)論

操作ArrayListLinkedListVectorStack讀取O(1)O(n)O(1)O(1)插入O(n)O(1)O(n)O(n)刪除O(n)O(1)O(n)O(n)

ArrayList(實現(xiàn)動態(tài)數(shù)組)，查詢快(隨意訪問或順序訪問)，增刪慢。整體清空快，線程不同步(非線程安全)。數(shù)組長度是可變的百分之五十延長

LinkedList(實現(xiàn)鏈表)，查詢慢，增刪快。

Vector(實現(xiàn)動態(tài)數(shù)組)，都慢，被ArrayList替代。長度任意延長。線程安全(同步的類，函數(shù)都是synchronized)

Stack(實現(xiàn)堆棧)繼承于Vector，先進后出。

所以，快速訪問ArrayList，快速增刪LinkedList，單線程都可以用，多線程只能用同步類Vector