java - 为什么 LinkedList 在添加到列表末尾时比 ArrayList 慢？

Question

我读了THIS和

并且了解到 LinkedList add(E element) 是 O(1)和 ArrayList add(E element) 是 O(1) 摊销的，但 O(n) 最坏的情况，因为数组必须调整大小和复制

但是，当我尝试检查它时

public class ArrayListVSLinkeedList {

public ArrayListVSLinkeedList() {

    final int COUNTER = 15000000;

    List<Integer> arrayList = new ArrayList<Integer>();

    long tStart_add = System.currentTimeMillis();

    for (int i = 0; i < COUNTER; i++) {
         arrayList.add(i);
    }
    long tEnd_add = System.currentTimeMillis();
    long tDelta_add = tEnd_add - tStart_add;
    System.out.println("Adding to ArrayList: " +tDelta_add);


    List<Integer> linkedList = new LinkedList<Integer>();
    tStart_add = System.currentTimeMillis();
    for (int i = 0; i < COUNTER; i++) {
        linkedList.add(i);
    }
    tEnd_add = System.currentTimeMillis();
    tDelta_add = tEnd_add - tStart_add;
    System.out.println("Adding to LinkedList: " +tDelta_add);
}

public static void main(String[] args) {
    new ArrayListVSLinkeedList();
}
}

我在输出时收到:

添加到ArrayList:9122

添加到LinkedList:19859

我知道，这不是真正的基准，但是......最后，将元素添加到 ArrayList 的末尾比添加到 LinkedList 更快。为什么会这样？

Answer 1

这仅仅是由于实现。

看看 ArrayList.add 的实现:

public boolean add(E e) {
    ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
    elementData[size++] = e;
    return true;
}

ArrayList 内部包含一个数组，其元素是对您使用该列表管理的对象的引用。 ensureCapacityInternal 方法只是检查这个内部数组是否仍然足够大以添加另一个元素。

如果是，则添加该元素并返回该方法。这非常快(而且 - 顺便说一句 - 是 O(1))。

如果数组已经满了，那么会分配一个更大的新数组，每个引用都会从旧数组复制到新数组。之后，将添加该元素。这当然是 O(n)。但这种情况很少发生，而且由于调整大小策略(将大小加倍)，它会变得越来越少。

另一方面，让我们看一下LinkedList.add的实现:

public boolean add(E e) {
    linkLast(e);
    return true;
}

void linkLast(E e) {
    final Node<E> l = last;
    final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
    last = newNode;
    if (l == null)
        first = newNode;
    else
        l.next = newNode;
    size++;
    modCount++;
}

在这里您可以看到，对于每个添加的元素，必须创建一个新的节点对象，然后将其添加为最后一个元素。没有调整大小，因此该方法始终为 O(1)，但创建节点对象比简单地存储引用花费更多时间。