双向链表与数组插入操作的对比
来源:5-7 更多和链表相关的问题
PerryMore
2018-11-26
在之前的问题:单向链表与数组的插入操作对比中,bobo老师解答了这个问题时,刚好给了这个问题另一个解答的链接关于链表,这个问题中总结了链表的优势,其中第四点如下:
对于java.util.LinkedList底层的循环双链表来说,在指定位置插入元素,或者删除指定位置的元素,实际最多只需要遍历n/2个元素就好了。虽然复杂度依然是O(n)的,但当元素个数没有超过一定限制的时候(不同计算机不一样,大概100万级别),平均比动态数组的O(n)快。
于是我去实现了一个双向链表(但是有可能有问题,不能保证就是波波老师提到的双向链表的实现),实验的结果如下:
1万数据量
array time: 0.047144803
two way linked time: 0.13551119
3万数据量
array time: 0.680139719
two way linked time: 2.778740039
5万数据量
array time: 1.651763787
two way linked time: 7.275409638
我的双向链表代码如下(删除功能暂时还没有实现):
public class TowWayLinkedList<E> {
private class Node {
public E e;
public Node pre, next;
public Node(E e) {
this(e, null, null);
}
public Node(E e, Node pre) {
this(e, pre, null);
}
public Node(E e, Node pre, Node next) {
this.e = e;
this.pre = pre;
this.next = next;
}
@Override
public String toString() {
return e.toString();
}
}
private Node dummyHead;
private Node dummyTail;
private int size;
public TowWayLinkedList() {
dummyHead = new Node(null);
dummyTail = new Node(null);
dummyHead.next = dummyTail;
dummyTail.pre = dummyHead;
size = 0;
}
public boolean isEmpty() {
return size == 0;
}
public int getSize() {
return size;
}
public void add(int index, E e) {
if (index < 0 || index > size) {
throw new IllegalArgumentException("index is illegal");
}
Node cur;
if (index <= size / 2) {
cur = dummyHead;
for (int i = 0; i < index; i++) {
cur = cur.next;
}
} else {
cur = dummyTail.pre;
for (int i = size; i > index; i--) {
cur = cur.pre;
}
}
Node node = new Node(e, cur, cur.next);
cur.next.pre = node;
cur.next = node;
size++;
}
@Override
public String toString() {
StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.append(String.format(Locale.getDefault(), "linked size: %d个元素
", size));
Node curNode = dummyHead.next;
while (curNode != dummyTail) {
sb.append(curNode.e).append("->");
curNode = curNode.next;
}
sb.append("NULL");
return sb.toString();
}
}
实验结果还是没有达到预期效果…这是我代码问题还是说其他原因呢?按理说,每次确实会省掉一半的寻址过程。可是双向循环链表还是没有跑赢数组。这是啥原因呢?
求bobo老师解答!
补充测试代码
public static void main(String[] args) {
int opCount = 3000;
Array<Integer> array = new Array<>();
Random random = new Random();
Random randomIndex = new Random();
long start1 = System.nanoTime();
for (int i = 0; i < opCount; i++) {
array.add(randomIndex.nextInt(array.getSize() + 1), random.nextInt(10000));
}
long end1 = System.nanoTime();
double time1 = (end1 - start1) / 1000000000.0;
System.out.println("array time: " + time1);
TowWayLinkedList<Integer> towWayLinkedList = new TowWayLinkedList<>();
long start3 = System.nanoTime();
for (int i = 0; i < opCount; i++) {
towWayLinkedList.add(randomIndex.nextInt(towWayLinkedList.getSize() + 1), random.nextInt(10000));
}
long end3 = System.nanoTime();
double time3 = (end3 - start3) / (1000 * 1000 * 1000.0);
System.out.println("two way linked time: " + time3);
}
写回答
1回答
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大赞实践精神!也感谢分享:)
印象里之前回答过你,对于链表来说,最大的开销在对内存的不断操作上。当数据规模达到一定程度,对内存的不断操作将大大拖慢性能:)请参考这里的第2点:http://coding.imooc.com/learn/questiondetail/89595.html
加油!:)
082018-11-27
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