Java，添加时间 LinkedList vs ArrayList

Question

只是将整数添加到 Arraylist 和 Linkedlist 到最后一个位置，为什么添加 arrayList 比添加 linkedlist 更快？我编译了很多很多次，在arraylist中添加更快，为什么？

据我所知，ArrayList 将数组复制 2^n+1 大小。而linkedlist只改变节点

class Test1 {

public static void main(String[] args) {
    ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<>();
    LinkedList<Integer> linkedList = new LinkedList<>();

    addToList(arrayList);
    System.out.println("-----------------");
    addToList(linkedList);

}

public static void addToList(List list) {
    long start = System.currentTimeMillis();
    for (int i = 0; i < 5_000_000; i++) {
        list.add(i);
    }
    long end = System.currentTimeMillis();
    System.out.println(end - start);

}

}

Answer 1

当您添加到ArrayList 时，您只需要将整数存储在后备数组中。每隔一段时间，当后备数组填满时，您必须分配一个新数组并将所有旧项目复制到新数组中。给定 500 万个整数，您将不得不进行大约 20 次分配和复制（取决于列表的初始大小）。

要添加到链表，每次添加都需要您：

1. 为新的链表节点分配内存并初始化。
2. 将新节点链接到列表末尾。

ArrayList 和 LinkedList 的所有额外工作都是通过 add 方法在幕后完成的。

500 万个链表节点分配和链接的开销高于 500 万个 ArrayList 插入的开销，即使你算上 ArrayList 必须执行的 20 次左右的分配和复制操作。它填满了。

所以，虽然每个操作都需要固定时间（尽管在ArrayList 的情况下它确实是摊销 固定时间），但附加到链表的常数要高于附加到链表的常数ArrayList.

Answer 2

ArrayList 不会每次都复制整个数组，它会在当前数组中没有更多空间时创建一个大小翻倍的新数组。

所以如果你有一个ArrayList 有 3 个元素，那么底层数组的大小可能是 4。因此，添加一个新元素不需要创建一个新数组并复制这 3 个值，因此时间复杂度为O(1)。

它们现在都是 O(1)，但是 ArrayList 只需要将值放在内存中的正确位置，而 LinkedList 需要分配新空间（为新节点）。