🚀 Java 中的 ArrayList 和 LinkedList 区别详解（源码级理解）
在日常 Java 开发中，ArrayList 和 LinkedList 是我们经常用到的两种 List 实现。虽然它们都实现了 List 接口，但在底层结构、访问效率、插入/删除操作、扩容机制等方面差异明显。
本文从实际源码出发，结合内存结构与操作成本，详细分析二者的异同，帮助你更合理地做出选型。
📦 1. ArrayList —— 基于数组的动态列表
✅ 底层结构
ArrayList的底层是一个 动态对象数组Object[] elementData- 内存中是 连续存储
- 元素个数由
size字段控制，和数组容量 (elementData.length) 分开管理
transient Object[] elementData; // 存储元素的数组
private int size; // 实际元素个数
🚀 访问性能
- 由于数组结构内存连续，可以通过 起始地址 + 下标 × 元素大小 直接定位
- 访问效率为 O(1)，非常快
🧱 添加元素的逻辑
-
默认容量为 10，首次添加时触发初始化
-
如果容量不足，会执行 扩容（grow）操作
- 扩容策略：原容量的 1.5 倍
- 核心操作是新建数组 + 拷贝旧数据（
System.arraycopy）
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
System.arraycopy(elementData, 0, newArray, 0, size);
🧹 删除元素的逻辑
- 如果删除的是中间位置，需要将后面的元素全部 前移一位
- 删除最后一个元素后，会将该位置置为
null，防止内存泄露
System.arraycopy(elementData, index + 1, elementData, index, size - index - 1);
elementData[--size] = null;
- ❌ 不会自动缩容，避免频繁扩容/缩容带来的性能波动（可以手动
trimToSize()）
⚠️ ArrayList 的缺点
- 插入/删除中间元素时会频繁移动数组，效率低（O(n)）
- 扩容需要申请新数组并复制，性能有开销
🔗 2. LinkedList —— 基于双向链表的列表结构
✅ 底层结构
LinkedList是典型的 双向链表- 每个节点是一个
Node对象，包含prev,next,item - 元素在内存中 不连续存储
private static class Node<E> {E item;Node<E> next;Node<E> prev;
}
🧱 插入/删除性能优势
- 插入/删除某个位置时，只需修改相邻节点的指针，效率高
- ❌ 不需要扩容，也不会拷贝数组
🐢 访问性能劣势
- 链表无法通过下标快速定位元素
- 访问第 n 个元素需要从头或尾遍历（O(n)）
⚠️ LinkedList 的缺点
- 每个元素多占用 2 个引用（prev 和 next）
- 访问性能差，尤其在需要频繁随机读取场景下
🧮 ArrayList 与 LinkedList 对比总结
| 特性 | ArrayList（动态数组） | LinkedList（双向链表） |
|---|---|---|
| 底层结构 | 连续 Object[] 数组 | 不连续的 Node 链表 |
| 访问速度 | 快，O(1) 随机访问 | 慢，需要遍历，O(n) |
| 插入删除 | 慢，需要移动数组元素 | 快，仅需改指针 |
| 扩容机制 | 支持，扩容为 1.5 倍 | 无需扩容 |
| 内存使用 | 少（只存数据） | 多（每节点多两个引用） |
| 应用场景 | 读多写少，随机访问场景 | 写多读少，插入删除频繁场景 |
✅ 最佳实践建议
- 读多写少、频繁按下标访问 ➤ 用
ArrayList - 写多读少、频繁插入/删除中间元素 ➤ 用
LinkedList - 如果你在处理的是“队列”或“栈”场景 ➤ 也可以考虑
Deque或ArrayDeque
🔚 总结
理解 ArrayList 和 LinkedList 的底层结构，能帮助你在性能、内存、复杂度方面做出更合理的设计选择。切记：
不要被接口迷惑，底层结构决定一切。
