为什么LinkedList和ArrayList的运行时间不同

Question

我正在研究Java中的数据结构和算法，因此我无法理解本书的这一部分。

这是书上写的：

另一方面，如果我们通过在前面添加项目来构建列表，

 public static void makeList2( List<Integer> lst, int N )
     {
         lst.clear( );
         for( int i = 0; i < N; i++ )
             lst.add( 0, i );
}

对于LinkedList，运行时间为O（N），而对于ArrayList，运行时间为O（N ² ），因为在ArrayList中，在前面进行加法是O（N）操作。

我的问题是我不明白为什么运行时间不同？ 又为什么在ArrayList中，在前面添加一个O（N）操作？

Answer 1

使用链接列表，只需在列表的前面插入时就将指向新节点的头指针更改。 使用数组列表时，每次插入列表的前面时，都必须移动数组中的每个元素。

Answer 2

答案在于名字。 LinkedList与ARRAYList。 由于LinkedList是动态结构，每次您想添加到尾部时都会维护一个尾部（也可以包含一个头部指针）指针，因此只需设置一些新值并将尾部指针设置为新添加的值即可。

正如亚伦·戴维斯（Aaron Davis）所提到的，使用数组列表，您必须移动所有值。 要记住的另一件事是，数组是有限大小的结构，因此，每次达到最大值时，都需要调整其大小，这需要时间。 由于这些原因，LinkedLists与添加项相比更好。 但是，由于数组列表在其内部使用数组，因此在查找方面会更快，因为它是连续的内存块，而不是不同指针的集合。 因此，在数组列表中查找的是O（1），而LinkedList是O（n）

这是一个非常有用的链接，描述了两者之间的区别： http : //beginnersbook.com/2013/12/difference-between-arraylist-and-linkedlist-in-java/

Answer 3

ArrayList的检索操作比LinkedList快，而LinkedList的插入，删除，更新操作比ArrayList快。 有特定的原因。 ArrayList是一种列表，当对象中的一个改变时，对象在内存中彼此相邻存储，创建新的ArrayList并复制所有元素，而轻松遍历ArrayList则很容易。 现在，当我们谈论LinkedList时，它们并没有以连续的方式存储在堆中，而是保留了下一个和上一个对象的地址，因此当我们进行更改时，它们只是更改了下一个和上一个对象的引用地址。 因此，与ArrayList相比，检索很耗时，因为它通过地址跟踪以找到第n个索引元素。

Answer 4

1） ArrayList get（int index）操作以恒定时间O（1）运行，而LinkedList get（int index）操作运行时间为O（n）。

ArrayList比LinkedList快的原因是ArrayList对其元素使用基于索引的系统，因为它内部使用数组数据结构，另一方面，LinkedList从其开始或结束进行迭代时不为其元素提供基于索引的访问（以较近者为准）以指定元素索引检索节点。

2） insert（）或add（Object）操作：LinkedList中的插入通常比ArrayList快。

在LinkedList中，添加或插入是O（1）操作。 在ArrayList中，如果数组已满（即最坏的情况），则需要调整数组大小并将元素复制到新数组中，这会产生额外的开销，这会使ArrayList中的add操作运行时为O（n），否则为O（1）。

3） remove（int）操作：LinkedList中的remove操作通常与ArrayList相同，即O（n）。 在LinkedList中，有两个重载的remove方法。 一个是remove（），不带任何参数，该参数删除列表的开头并以固定时间O（1）运行。 LinkedList中另一个重载的remove方法是remove（int）或remove（Object），它们删除作为参数传递的Object或int。 此方法遍历LinkedList，直到找到Object并将其与原始列表取消链接。 因此，该方法的运行时间为O（n）。

在ArrayList中，remove（int）方法涉及将元素从旧数组复制到新的更新数组，因此其运行时间为O（n）。