Какая асимптотическая сложность операций в ArrayList и LinkedList?

Question

ArrayList обеспечивает быстрый доступ к элементам по индексу, но медленно вставляет и удаляет элементы в середине списка.LinkedList не поддерживает быстрый доступ по индексу, но может эффективно вставлять и удалять элементы при наличии ссылки на узел.Различия связаны с тем, что ArrayList основан на массиве, а LinkedList — на связном списке.Выбор реализации напрямую влияет на производительность операций.

YeaHub · Accepted Answer

Чтобы понять асимптотику операций, нужно учитывать внутреннюю структуру данных, лежащую в основе каждой коллекции.ArrayListArrayList основан на динамическом массиве.Характеристики операций:доступ по индексу — O(1)добавление в конец — O(1) в среднемвставка или удаление в середине — O(n)Причина:элементы хранятся в непрерывной области памятипри вставке требуется сдвиг элементовПример:list.add(0, "value"); // сдвигаются все элементы вправо
LinkedListLinkedList основан на двусвязном списке.Характеристики операций:доступ по индексу — O(n)вставка и удаление при наличии узла — O(1)поиск элемента — O(n)Причина:каждый элемент содержит ссылки на соседниедля доступа по индексу требуется пройти списокПример:list.remove(node); // если node уже известен, операция быстрая
Ключевой моментВажно понимать, что LinkedList редко даёт преимущества, так как:доступ по индексу используется чаще, чем вставкинакладные расходы по памяти вышеВыводArrayList оптимален для чтения и последовательного добавления, а LinkedList имеет смысл только при частых вставках и удалениях через итератор.