ArrayList 与 LinkedList 的区别?

1.是什么

        ArrayList和LinkedList是Java集合框架中两种常用的数据结构，它们各自具有不同的特点和适用场景。以下是它们之间的详细区别，通过举例进行说明：

一、数据结构

• ArrayList：基于动态数组的数据结构。它封装了一个动态再分配的Object[]数组。当元素数量超过当前数组大小时，ArrayList会自动创建一个更大的数组，并将原数组的所有元素复制到新数组中，再添加新元素。这意味着ArrayList在内存中是连续存储的。
• LinkedList：基于链表的数据结构。每个元素都是一个节点（Node），节点之间通过引用相互连接。LinkedList实现了双向链表，即每个节点都包含数据、指向前一个节点的引用和指向后一个节点的引用。这使得LinkedList在内存中可以是不连续存储的。

二、性能特性

1. 随机访问：
   • ArrayList：由于ArrayList是基于数组的，它可以通过索引直接访问任意位置的元素，这使得随机访问（如get和set操作）非常高效。
   • LinkedList：由于LinkedList是基于链表的，它不支持通过索引直接访问元素，而是需要从头或尾开始遍历链表直到找到所需元素，这使得随机访问的效率较低。
2. 增加和删除操作：
   • ArrayList：在ArrayList中进行增加或删除操作时，如果操作点不是数组末尾，那么需要移动操作点之后的所有元素来保持数组的连续性，这可能导致性能下降。
   • LinkedList：LinkedList在增加或删除元素时，只需要修改相关节点的指针即可，不需要移动其他元素，因此效率较高。特别是在列表的开头或末尾进行增加或删除操作时，LinkedList的性能优势更加明显。

三、内存使用

• ArrayList：需要预留一定的空间用于存储元素，这可能会导致一定的内存浪费（如果预留的空间没有被完全使用）。但是，由于ArrayList在内存中是连续存储的，它可能具有更好的CPU缓存命中率，从而提高访问速度。
• LinkedList：不需要预留空间，它可以根据需要动态地增加或减少节点。但是，由于LinkedList的节点在内存中可能是不连续存储的，这可能导致CPU缓存命中率较低，从而降低访问速度。

四、使用场景

• ArrayList：适用于需要频繁随机访问元素，且元素数量相对稳定的场景。例如，当你知道列表的大致大小，且主要操作是读取元素时，ArrayList是一个不错的选择。
• LinkedList：适用于需要频繁增加或删除元素，特别是需要在列表的开头或末尾进行这些操作的场景。例如，当你想将LinkedList用作栈（后进先出）、队列（先进先出）或双端队列时，它会非常高效。

五、示例代码

ArrayList示例：

ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();  
list.add(1);  
list.add(2);  
list.add(3);  
System.out.println(list.get(1)); // 输出 2，随机访问

LinkedList示例：

LinkedList<Integer> linkedList = new LinkedList<>();  
linkedList.add(1);  
linkedList.addFirst(0); // 在开头添加元素  
System.out.println(linkedList.getFirst()); // 输出 0，适用于频繁在开头或末尾操作

        综上所述，ArrayList和LinkedList在数据结构、性能特性、内存使用和使用场景等方面都存在显著差异。选择哪种数据结构取决于你的具体需求。