隊列的兩種常見實現之間有什么區別？

Question

在Java中，隊列的一種實現是“圓形數組”，另一種是“鏈表”。 他們有什么區別？

Answer 1

就它們的使用方式而言，幾乎沒有任何區別，除非您達到隊列的大小限制（我將在稍后解釋...）

至於其他注意事項：

• 鏈表方法是有利的，因為您可以毫不費力地動態調整隊列大小-這是鏈表的基礎。 當然，可以通過重新分配數組來復制它，但這並不是最簡單的方法。

• 另外，在鏈表中，沒有未使用的內存：在循環陣列方法中，如果隊列的大小小於陣列的最大容量，則將有“空插槽”。 但是，這並不意味着鏈表的內存使用效率更高，因為：

• 圓形陣列方法的優點是沒有開銷。 鏈表中的每個節點都需要存儲對下一個節點的引用-如果列表變大，這將加起來。 另一方面，循環數組只是您通過索引訪問的一塊內存，因此沒有開銷。

每種方法都有優點和缺點，但是實際上，這取決於它所使用的特定情況……並且，除非您無休止地使用隊列，否則可能不會有太大的區別。

Answer 2

通常，循環數組實現在重用內存方面會稍好一些，但存在以下風險：如果將過多項目添加到隊列中，則可能會增大-如果實際存儲和最大存儲容量在實踐中差異太大，則可能會容納過多的內存。

鏈表更加靈活，但是通常涉及更多的垃圾回收。

在實踐中，如果您發現代碼瓶頸取決於此選擇，我想我會感到驚訝-使用您認為最直觀的方法。

Answer 3

與ArrayList和LinkedList大致相同。

• 對於陣列，您需要很好地估計隊列的大小，因為您需要為其分配存儲。 但是這樣做之后，當接近容量時，它會變得更緊湊。 “自由點”仍會占用陣列中的空間，而在LinkedList中則不會。

• 對於鏈表，更容易從中間刪除和添加元素（盡管隊列根本不需要）。

• 該數組是隨機訪問的，這意味着您可以快速到達位置x處的元素。 同樣，此功能在隊列中沒有用。

Answer 4

實現為鏈表的隊列沒有固定的大小，而實現為圓形數組（也稱為環形緩沖區）的隊列通常具有固定的大小（盡管可以調整大小，就像ArrayList調整大小的方式一樣）。 ）。

鏈表實現每個元素使用更多的內存，但是數組實現需要更多的連續內存。 這兩個問題實際上只是一個重大問題，因為元素數量變得非常大。

向循環數組實現中添加/刪除元素非常便宜，因為它僅涉及調整計數器和設置引用，而鏈表實現在添加時必須分配元素，而在刪除時會產生GC開銷。

Answer 5

編寫代碼，使其僅使用接口，而不創建隊列。 這樣就很容易切換實現。

選擇一個實現作為開始。 我通常會使用數組變體（例如ArrayList），因為它們變小並且在當今的計算機上往往更快一些，我認為這是由於緩存（我只是做了一點基准測試，通過10000個元素隊列將10000000個元素推入了〜 ArrayBlockingQueue為8.3s，LinkedBlockingQueue為10-11）。 如果我需要索引訪問，我也會使用數組變量。 僅當列表或隊列中間有很多插入/刪除操作時，我才選擇鏈接列表變體。

如果您遇到性能問題，並且性能分析表明隊列是瓶頸（這不太可能），請對兩種隊列實現進行基准測試，然后選擇更好的一種。