Чому ArrayDeque кращий за LinkedList

Я намагаюся зрозуміти, чому Java ArrayDeque кращий, ніж Java LinkedList, оскільки вони реалізують інтерфейс Deque.

Я навряд чи бачу когось, хто використовує ArrayDeque у своєму коді. Якщо хтось пролиє більше світла на те, як реалізується ArrayDeque, було б корисно.

Якщо я це зрозумію, буду впевнено використовувати його. Я не міг чітко зрозуміти реалізацію JDK щодо способу управління посиланнями на голову та хвіст.

Пов'язані структури, можливо, є найгіршою структурою для повторення з пропуском кешу кожного елемента. Крім цього, вони споживають набагато більше пам’яті.

Якщо вам потрібно додати / видалити обидва кінці, ArrayDeque значно кращий, ніж пов'язаний список. Випадковий доступ до кожного елемента також є O (1) для циклічної черги.

Єдиною кращою роботою пов'язаного списку є видалення поточного елемента під час ітерації.

Я вважаю, що головне вузьке місце LinkedListполягає в тому, що щоразу, коли ви натискаєте на будь-який кінець деки, за сценою реалізація виділяє новий зв'язаний вузол списку, який по суті включає JVM / OS, і це дорого. Крім того, щоразу, коли ви з'являєтесь з будь-якого кінця, внутрішні вузли LinkedListстають придатними для вивезення сміття, і це більше роботи поза сценою. Крім того, оскільки вузли пов'язаного списку виділяються тут і там, використання кешу CPU не принесе великої користі.

Якщо це може бути цікаво, у мене є доказ , що додавання (додавання) елемент до ArrayListабо ArrayDequeпрацюють в амортизаційному постійна час; посилайтеся на це .

ArrayDeque є новим для Java 6, тому багато коду (особливо проекти, які намагаються бути сумісними з більш ранніми версіями Java) не використовують його.

У деяких випадках це "краще", оскільки ви не виділяєте вузол для кожного елемента, який потрібно вставити; натомість всі елементи зберігаються у гігантському масиві, який змінюється, якщо він заповнюється.

Всі люди, які критикують LinkedList, думають про кожного іншого хлопця, який використовував Listна Java, ймовірно, використовує ArrayListі LinkedListбільшість випадків, тому що вони були раніше на Java 6 і тому, що саме вони навчаються як початок у більшості книг.

Але, це не означає, я б сліпо приймати LinkedList«або s ArrayDeque» s сторона. Якщо ви хочете знати, подивіться на нижченаведений показник, зроблений Брайаном .

Тестова установка враховує:

• Кожен тестовий об'єкт є рядком 500 символів. Кожна струна - це різний об'єкт у пам'яті.
• Розмір тестового масиву буде змінюватися під час тестів.
• Для кожного комбінації розміру масиву / черги-реалізація виконується 100 тестів та обчислюється середній час за тест.
• Кожен тест складається із заповнення кожної черги усіма об'єктами, а потім видалення їх усіх.
• Виміряйте час у мілісекундах.

Результати тесту:

• Нижче 10 000 елементів тести LinkedList та ArrayDeque усереднюються на рівні нижче 1 мс.
• У міру збільшення наборів даних різниця між середнім часом тестування ArrayDeque та LinkedList збільшується.
• При тестовому розмірі 9 900 000 елементів підхід LinkedList зайняв ~ 165% довше, ніж підхід ArrayDeque.

Графік:

Винос:

• Якщо ваша вимога зберігає 100 або 200 елементів, це не має великого значення, використовуючи будь-яку з черг.
• Однак, якщо ви розвиваєтеся на мобільних пристроях, можливо, ви хочете скористатись максимальною ємністю ArrayListабо, ArrayDequeмаючи на увазі, максимальну ємність, яку може знадобитися у списку через суворе обмеження пам'яті.
• Існує дуже багато коду, написаного LinkedListнастільки ретельно, протестуючи, ArrayDequeособливо коли він не використовує Listінтерфейс (я думаю, це причина досить велика). Можливо, ваша база коду широко розмовляє із списком інтерфейсу, швидше за все, і ви вирішите зайти з ArrayDeque. Використання його для внутрішніх реалізацій може бути хорошою ідеєю ...

ArrayDeque і LinkedList реалізують Deque інтерфейс , але реалізація відрізняється.

Основні відмінності:

1. ArrayDeque класом є змінною реалізацією масиву з Deque інтерфейсу і LinkedList клас є реалізацією списку

2. Елементи NULL можуть бути додані до LinkedList, але не в ArrayDeque

3. ArrayDeque є більш ефективним, ніж LinkedList для операцій додавання та видалення з обох кінців, а реалізація LinkedList ефективна для видалення поточного елемента під час ітерації

4. LinkedList реалізація споживає більше пам'яті , ніж ArrayDeque

Тож якщо вам не потрібно підтримувати елементи NULL і & шукати менше пам’яті та ефективність додавання / видалення елементів на обох кінцях, ArrayDeque є найкращим

Детальнішу інформацію див. У документації .

хоча ArrayDeque<E>і LinkedList<E>обидва реалізували Deque<E>інтерфейс, але ArrayDeque використовує в основному масив Object E[]для зберігання елементів всередині свого Object, тому він, як правило, використовує індекс для розміщення елементів голови та хвоста.

Словом, він просто працює як Deque (з усіма методами Deque), однак використовує структуру даних масиву. Що стосується того, який з них краще, залежить від того, як і де ви їх використовуєте.

Це не завжди так.

Наприклад, у нижченаведеному випадку linkedlistмає кращі показники, ніж ArrayDequeзгідно з leetcode 103.

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    public List<List<Integer>> zigzagLevelOrder(TreeNode root) {
        List<List<Integer>> rs=new ArrayList<>();
        if(root==null)
            return rs;
        // 👇 here ,linkedlist works better
        Queue<TreeNode> queue=new LinkedList<>();
        queue.add(root);
        boolean left2right=true;
        while(!queue.isEmpty())
        {
            int size=queue.size();
            LinkedList<Integer> t=new LinkedList<>();
            while(size-->0)
            {
                TreeNode tree=queue.remove();
                if(left2right)  
                    t.add(tree.val);
                else
                    t.addFirst(tree.val);
                if(tree.left!=null)
                {
                    queue.add(tree.left);
                }
                if(tree.right!=null)
                {
                    queue.add(tree.right);
                }
            }
            rs.add(t);
            left2right=!left2right;
        }
        return rs;
    }
}

Часова складність для ArrayDeque для доступу до елемента - O (1), а для LinkList - O (N) для доступу до останнього елемента. ArrayDeque не є безпечним для потоків, тому необхідна синхронізація вручну, щоб ви могли отримати доступ до нього через декілька потоків, щоб вони були швидшими.