为什么ArrayList比Java中的LinkedList花费更多的时间在开头插入元素

Question

我认为ArrayList具有O（n）复杂度以在开始时插入元素，因为它会将其余元素右移一位。 LinkedList具有O（n）可以在最后插入元素，因为它必须遍历每个元素。 所以上述两个操作所花费的时间应该是可比较的，但是当我实际执行时，arraylist在开头插入需要34057毫秒，而LinkedList在结尾插入只需要41毫秒，而两者都具有O（n）时间复杂度。 为什么会这样呢？

就空间复杂度而言，哪个更好？

这是我的代码

public void timeTakenEnd(String name, List<Integer> list) {


    for (int i = 0; i < 1E5; i++) {
        list.add(i);

    }


    long start = System.currentTimeMillis();
    for (int i = 0; i < 1E5; i++) {
        list.add(i);

    }

    long end = System.currentTimeMillis();

    System.out.println("time taken for: " + name + " to insert elements in the end is  " + (end - start));

}

public void timeTakenBeg(String name, List<Integer> list) {


    for (int i = 0; i < 1E5; i++) {
        list.add(i);

    }


    long start = System.currentTimeMillis();
    for (int i = 0; i < 1E5; i++) {
        list.add(0, i);

    }

    long end = System.currentTimeMillis();

    System.out.println("time taken for: " + name + "to insert elements in the beginning is  " + (end - start));

}

public static void main(String[] args) {

    ArrayList<Integer> alist = new ArrayList<Integer>();
    LinkedList<Integer> llist = new LinkedList<Integer>();

    TimeComplexity demo = new TimeComplexity();

    demo.timeTakenEnd("arrarylist", alist); //25 miliseconds on my machine
    demo.timeTakenEnd("linkedlist", llist);//41 miliseconds on my machine

    demo.timeTakenBeg("arraylist", alist);// 34057 miliseconds on my machine
    demo.timeTakenBeg("linkedlist", llist); //60 miliseconds on my machine

}

}

Answer 1

LinkedList是一个双向链接列表。 它记住它的第一个和最后一个元素，并允许在两个方向上遍历列表。

因此，在末尾添加元素只是创建节点并分配last ， next和previous指针的一种方法。 是O（1）。

请注意，Java是开放源代码，并且源代码是JDK随附的。 您可以轻松找到实现：

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++;
}

Answer 2

顾名思义（和Javadoc）， ArrayList由数组内部实现。

因此，插入项目涉及将其后面的所有项目向前移动一个位置。

另一方面， LinkedList只需重定向项目的引用即可插入新节点，因此其时间更加恒定。

Answer 3

数组列表使用连续存储，因此在开始时插入需要将所有现有元素上移一个，或重新分配整个列表。 只要正确设置链接，链接列表就可以将新元素放置在任何地方。 无需移动列表的其他元素，只需调整一些链接即可。