`LinkedList` и `ArrayList` представляют собой две разные реализации интерфейса `List`, и каждая из них имеет свои особенности поведения при вставке элементов. Разберем, как эти две структуры данных ведут себя при добавлении элемента, исходя из их внутренней структуры и алгоритмической сложности операций.

`ArrayList`

Основан на динамическом массиве. Это означает, что внутри `ArrayList` данные хранятся в массиве, размер которого автоматически увеличивается, когда текущая емкость массива исчерпана.

Добавление элемента в конец списка `ArrayList` (используя метод `add(E e)`):

• Когда вы добавляете элемент в конец, операция обычно выполняется за время O(1), так как не требуется сдвигать элементы.
• Однако, если внутренний массив заполнен, и требуется его расширение, `ArrayList` создает новый массив большего размера и копирует в него все элементы из старого массива, что занимает O(n) времени, где n — количество элементов в списке. Это случается редко, но делает среднюю сложность вставки в конец O(1) (амортизированное время).

Добавление элемента в середину списка (используя метод `add(int index, E element)`):

• Если вам нужно вставить элемент в середину списка, `ArrayList` должен сдвинуть все последующие элементы на одну позицию вправо для освобождения места для нового элемента. Эта операция имеет временную сложность O(n - index), где index — индекс, на который вставляется элемент.

`LinkedList`

Реализует структуру данных двунаправленного связного списка. Каждый элемент (узел) содержит ссылки на предыдущий и следующий элементы в списке, а также данные элемента.

Добавление элемента в конец списка `LinkedList` (используя метод `add(E e)` или `addLast(E e)`):

• Это обычно выполняется за время O(1), так как достаточно просто обновить ссылки последнего узла и добавить новый узел в конец.

Добавление элемента в начало списка:

• Так же как и добавление в конец, добавление элемента в начало списка (используя метод `addFirst(E e)`) выполняется за время O(1), потому что требуется только изменить несколько ссылок в узлах.

Добавление элемента в середину списка (используя метод `add(int index, E element)`):

• Для этого необходимо сначала найти узел, который в данный момент находится на данной позиции. Поскольку для этого требуется пройти от начала или конца списка до индекса, это занимает O(n / 2) в среднем, а затем вставка нового узла происходит за O(1). Таким образом, общая сложность составляет O(n).

Выбор между `LinkedList` и `ArrayList` зависит от типа операций, которые вы планируете чаще всего выполнять. Если вам нужно быстро добавлять и удалять элементы без учета их позиции, `LinkedList` может быть более предпочтительным. Если же вам нужен быстрый произвольный доступ к элементам и добавление в конец списка, `ArrayList` будет лучшим выбором.

April 22, 2024, easyoffer