Java LinkedList与ArrayList在维护有序列表方面的性能

我想维护一个大小为的有序

列表，在
LinkedList
上调用
sort（）
会破坏性能，因为默认实现了
List.sort（）
将
列表
转换为数组进行排序。在很少的情况下，使用
链接列表是有意义的，即使它看起来应该是有效的

如果希望始终对集合进行排序，则确实应该使用有序集合，如
TreeSet
，甚至可以使用
PriorityQueue
。它将提供更干净的代码（以及更快的排序），因为您不必一直担心自己调用
sort（）
。
您可以使用排序列表上的
Collections#binarySearch
来找到正确的插入点。ArrayList可能会比LinkedList性能更好，尤其是对于较大的大小，但这很容易测试

我运行了一个各种方法的微型基准测试：在每次插入后使用sort或二进制搜索插入到正确的位置，使用ArrayList（AL）和LinkedList（LL）。我还添加了Commons树列表和番石榴树列表

结论


在被测试的算法中，最好的算法是使用
TreeMultiset
，但严格来说，它不是一个列表-下一个最好的选择是使用
ArrayList
+binarySearch
ArrayList在所有情况下的性能都优于LinkedList，LinkedList需要几分钟才能完成100000个元素（ArrayList只需不到1秒）

最佳执行者代码，供参考：

@Benchmark public ArrayList<Integer> binarySearchAL() {
  ArrayList<Integer> list = new ArrayList<> ();

  Random r = new Random();
  for (int i = 0; i < n; i++) {
    int num = r.nextInt();
    int index = Collections.binarySearch(list, num);
    if (index >= 0) list.add(index, num);
    else list.add(-index - 1, num);
    current = list.get(0); //O(1), to make sure the sort is not optimised away
  }
  return list;
}

对于10万件物品：

c.a.p.SO28164665.binarySearchAL    100000  avgt        6  890.585 ± 68.730  ms/op
c.a.p.SO28164665.treeMultiSet      100000  avgt        6  105.273 ±  9.309  ms/op

由于java没有内置multiset，这是适合您情况的完美数据结构，因此我建议使用guava库中的

多集允许重复元素，树多集还将增加保持集合排序的好处。
在Oracle Java/OpenJDK 7或更高版本下，两者的渐进性能相似
Collections.sort
将列表加载到一个数组中，对数组进行排序，然后通过迭代（使用
ListIterator
）将数组重新加载到列表中，替换其元素

在这两种情况下，这都是对大部分排序的数组的数组排序（在OpenJDK 7和更高版本中是
O（n）
，因为它使用了timsort），再加上两个列表迭代（在这两种情况下都是
O（n）
，尽管我希望
LinkedList
有一个更糟糕的常量）。因此，总体而言，这是一个
O（n）
过程，但对于
LinkedList
来说可能会更慢

如果您正在批量插入元素，那么批量插入将是整体
O（n^2）
，这比全部插入和排序要慢，或者按照
Smac89
的建议使用
TreeMultiset
（两者都是
O（n log（n））
）

为了好玩，这里有一个非常糟糕的方法，可以滥用
TreeSet
来允许它存储重复的元素：

public class AwfulComparator<E extends Comparable<E>> implements Comparator<E> {
    public int compare(E o1, E o2) {
        int compared = o1.compareTo(o2);
        return (compared == 0)?1:compared; // Never compare equal
    }
}

new TreeSet<String>(new AwfulComparator<>());

公共类AwfulComparator实现Comparator{
公共整数比较（EO1，EO2）{
int比较=o1。与（o2）比较；
返回（比较==0）？1:比较；//从不比较相等
}
}
新树集（新的awfulcomarator（））；
<>代码> ，如果排序是您的主要性能考虑，您应该考虑使用被设计来维护订单的数据结构。
使用普通Java基类，您可以使用以下任何一种：

PriorityQueue (in case you want to retain duplicates)
TreeSet (filter duplicates)

在任何情况下，对所有版本进行原型化并运行一些基准测试+评测都是最简单的
 你已经回答了你的问题，linkedlist显然更有效。另一种选择是像…@Smac89这样的二叉树，我的集合中有重复的元素，所以不能使用
集合
，但是类似于
二叉搜索树
的东西会很好，因为它比
集合的性能更好。sort（）
@Smac89为什么您认为它显然更有效？@assylias Well OP确实说过…
，但由于我将经常调用sort（）方法，我逐渐了解到linkedList在对列表进行排序时会执行得更好，并且将是比ArrayList更好的选择，因为它不会像ArrayList那样移动元素（使用数组作为基础数据结构）。
和ofc，因为对链表进行合并排序是O（nlogn）操作（如果完成）right@Smac89我得到的结果似乎与您的说法不一致。还要注意，在Java中对LinkedList进行排序要比对ArrayList进行排序慢，因为前者意味着将项目的额外副本添加到数组中。我希望列表中的元素重复，因此不能使用
Set
和
PriorityQueue
只是部分排序，因此这对我的情况也没有帮助。
Collections.sort（）
将列表转换为数组，然后对其进行排序。因此，您可以有效地使用
O（nLogn）
complexity..这是你能得到的最好结果。@MeenaChaudhary那么
ArrayList
是你最明智的选择。
LinkedList
的性能非常差（几乎在任何情况下都是如此）。合并排序不需要随机访问，可以在
O（n log n）中处理链表 >与数组相同。这就是< C++ > />代码>：C++中的排序< <代码> >是“代码> LIKEDLIST。排序< /COD>不是一个专门的合并排序。在OpenJDK上，在执行<代码>集合时，在任何时候都没有。排序< < /代码>是<代码> GET（）/Cux>方法。它只使用<代码> toRayAy（））/>代码>和<代码> ListItRealTor（）。
+1用于二进制搜索：）。但如果OP使用
数组列表，则插入后的移位需要时间。在这种情况下，
LinkedList
会更有效。我不知道，你可能是对的。binarySearch在LinkedList上的速度可能较慢，但插入速度更快…@LostMind刚刚运行了一些
PriorityQueue (in case you want to retain duplicates)
TreeSet (filter duplicates)