从源码对比 ArrayList 和 LinkedList

1. 存储结构

ArrayList:数组

transient Object[] elementData;

LinkedList:链表

transient Node first;  
  
transient Node last;

2.扩容

ArrayList:1.5 倍

private void grow(int minCapacity) {  
  int oldCapacity = elementData.length;  
//新容量为旧容量的1.5倍
    int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);  
    if (newCapacity - minCapacity < 0)  
        newCapacity = minCapacity;  
    if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)  
        newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);  
    // 以新容量为长度创建一个新的数组，并把旧数组拷贝进去
  elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);  
}

LinkedList:不需要扩容

3.Get 方法

ArrayList: 直接根据下标从数组中获取元素

public E get(int index) {  
    rangeCheck(index);  
  
    return elementData(index);  
}
@SuppressWarnings("unchecked")  
E elementData(int index) {  
    return (E) elementData[index];  
}

LinkedList: 遍历一半的链表

public E get(int index) {  
    checkElementIndex(index);  
    return node(index).item;  
}
Node node(int index) {  
    // assert isElementIndex(index);  
  
  if (index < (size >> 1)) {  
        Node x = first;  
        for (int i = 0; i < index; i++)  
            x = x.next;  
        return x;  
    } else {  
        Node x = last;  
        for (int i = size - 1; i > index; i--)  
            x = x.prev;  
        return x;  
    }  
}

4.add 方法

a) 尾部添加新元素

ArrayList: 如果容量足够的话，直接在数组尾部添加元素，否则先扩容再添加元素

public boolean add(E e) {  
//判断是否需要扩容
    ensureCapacityInternal(size + 1); 
  elementData[size++] = e;  
    return true;  
}

LinkedList:若链表为空，则头尾为同一个新节点，否则在链表尾部添加新节点

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

b) 中间添加新元素

ArrayList: 将要插入的位置之后的元素向后拷贝，然后在该位置插入新元素

public void add(int index, E element) {  
    rangeCheckForAdd(index);  
  
    ensureCapacityInternal(size + 1);
//通过拷贝，将index位置之后的所有元素都后移一位  
    System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,  
                     size - index);  
    elementData[index] = element;  
    size++;  
}

LinkedList: 在指定节点的前面创建一个新节点，并改变相应的指向即可。

public void add(int index, E element) {  
    checkPositionIndex(index);  
  
    if (index == size)  
//在最后插入元素
        linkLast(element);  
    else  
        linkBefore(element, node(index));  
}
void linkBefore(E e, Node succ) {  
    final Node pred = succ.prev; 
//创建一个新节点，前节点为指定节点的前节点，后节点为指定节点 
    final Node newNode = new Node<>(pred, e, succ);  
//使指定节点的前节点指向新节点
    succ.prev = newNode;  
    if (pred == null)  
//新节点为首节点
        first = newNode;  
    else  
//指定节点的前节点指向新节点
        pred.next = newNode; 
    size++;  
    modCount++;  
}

5.删除元素

ArrayList:将要删除的下标之后的所有元素向前拷贝一位，并将最后一位置为 null

public E remove(int index) {  
    rangeCheck(index);  
  
    modCount++;  
    E oldValue = elementData(index);  
  
    int numMoved = size - index - 1;  
    if (numMoved > 0) 
//将index+1之后的元素都向前移动一位 
        System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,  
                         numMoved);  
    elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work  
  
  return oldValue;  
}

LinkedList: 先遍历找到节点，然后删除该节点即可

public E remove(int index) {  
    checkElementIndex(index);  
//通过遍历找到要删除的节点
    return unlink(node(index));  
}
E unlink(Node x) {  
    // assert x != null;  
    final E element = x.item;  
    final Node next = x.next;  
    final Node prev = x.prev;  
  
    if (prev == null) {  
//要删除的节点是首节点，就讲first节点指向下一个节点
        first = next;  
    } else {  
//不是首节点，就讲前节点的后节点指向为目标节点的后节点
        prev.next = next;  
        x.prev = null;  
    }  
  
    if (next == null) {  
//要删除的节点是最后一个节点，就讲last节点指向目标节点的前节点
        last = prev;  
    } else {  
//不是最后一个节点，就讲后节点的前节点指向为目标节点的前节点
        next.prev = prev;  
        x.next = null;  
    }  
  
    x.item = null;  
    size--;  
    modCount++;  
    return element;  
}

6.总结

ArrayList 使用数组实现的，所以在查找元素方面比较有优势，可是涉及扩容，向中间插入节点时需要拷贝部分数组，比较消耗资源。
LinkedList 是使用链表实现的，所以在插入元素比较有优势，但是也需要遍历链表去查找节点。不过在频繁插入时仍然比数组有优势。但是在查找元素时，需要遍历一半的链表，不如数组方便。