Quand dois-je utiliser une liste par rapport à une LinkedList

393

Quand est-il préférable d'utiliser une liste par rapport à une LinkedList ?

Jonathan Allen
la source
3
Java q , ne devrait pas être très différent.
nawfal
1
@ jonathan-allen, veuillez envisager de modifier la réponse acceptée. L'actuel est inexact et extrêmement trompeur.
Xpleria

Réponses:

107

Éditer

Veuillez lire les commentaires de cette réponse. Les gens prétendent que je n'ai pas fait de tests appropriés. Je suis d'accord que cela ne devrait pas être une réponse acceptée. Pendant que j'apprenais, j'ai fait des tests et j'avais envie de les partager.

Réponse originale ...

J'ai trouvé des résultats intéressants:

// Temporary class to show the example
class Temp
{
    public decimal A, B, C, D;

    public Temp(decimal a, decimal b, decimal c, decimal d)
    {
        A = a;            B = b;            C = c;            D = d;
    }
}

Liste liée (3,9 secondes)

        LinkedList<Temp> list = new LinkedList<Temp>();

        for (var i = 0; i < 12345678; i++)
        {
            var a = new Temp(i, i, i, i);
            list.AddLast(a);
        }

        decimal sum = 0;
        foreach (var item in list)
            sum += item.A;

Liste (2,4 secondes)

        List<Temp> list = new List<Temp>(); // 2.4 seconds

        for (var i = 0; i < 12345678; i++)
        {
            var a = new Temp(i, i, i, i);
            list.Add(a);
        }

        decimal sum = 0;
        foreach (var item in list)
            sum += item.A;

Même si vous accédez uniquement aux données, c'est beaucoup plus lent !! Je dis de ne jamais utiliser une LinkedList.




Voici une autre comparaison effectuant beaucoup d'insertions (nous prévoyons d'insérer un élément au milieu de la liste)

Liste liée (51 secondes)

        LinkedList<Temp> list = new LinkedList<Temp>();

        for (var i = 0; i < 123456; i++)
        {
            var a = new Temp(i, i, i, i);

            list.AddLast(a);
            var curNode = list.First;

            for (var k = 0; k < i/2; k++) // In order to insert a node at the middle of the list we need to find it
                curNode = curNode.Next;

            list.AddAfter(curNode, a); // Insert it after
        }

        decimal sum = 0;
        foreach (var item in list)
            sum += item.A;

Liste (7,26 secondes)

        List<Temp> list = new List<Temp>();

        for (var i = 0; i < 123456; i++)
        {
            var a = new Temp(i, i, i, i);

            list.Insert(i / 2, a);
        }

        decimal sum = 0;
        foreach (var item in list)
            sum += item.A;

Liste liée avec référence de l'emplacement où insérer (0,04 seconde)

        list.AddLast(new Temp(1,1,1,1));
        var referenceNode = list.First;

        for (var i = 0; i < 123456; i++)
        {
            var a = new Temp(i, i, i, i);

            list.AddLast(a);
            list.AddBefore(referenceNode, a);
        }

        decimal sum = 0;
        foreach (var item in list)
            sum += item.A;

Donc, seulement si vous prévoyez d'insérer plusieurs éléments et que vous avez également quelque part la référence de l'endroit où vous prévoyez d'insérer l'élément, utilisez une liste liée. Tout simplement parce que vous devez insérer beaucoup d'éléments, cela ne le rend pas plus rapide, car la recherche de l'emplacement où vous souhaitez l'insérer prend du temps.

Tono Nam
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99
LinkedList présente un avantage par rapport à List (c'est spécifique à .net): puisque la List est sauvegardée par un tableau interne, elle est allouée dans un bloc contigu. Si la taille de ce bloc alloué dépasse 85 000 octets, il sera alloué sur le tas d'objets volumineux, une génération non compactable. Selon la taille, cela peut entraîner une fragmentation du tas, une forme légère de fuite de mémoire.
JerKimball
35
Notez que si vous ajoutez beaucoup de choses (comme vous le faites essentiellement dans le dernier exemple) ou supprimez la première entrée, une liste chaînée sera presque toujours beaucoup plus rapide, car il n'y a pas de recherche ou de déplacement / copie à faire. Une liste nécessiterait de tout déplacer vers le haut pour accueillir le nouvel article, ce qui rend la pré-opération une opération O (N).
cHao
6
Pourquoi la boucle list.AddLast(a);dans les deux derniers exemples LinkedList? Je le fais une fois avant la boucle, comme list.AddLast(new Temp(1,1,1,1));dans l'avant-dernière LinkedList, mais il me semble que vous ajoutez deux fois plus d'objets Temp dans les boucles elles-mêmes. (Et quand je me revérifie avec une application de test , bien sûr, deux fois plus dans la LinkedList.)
ruffin
7
J'ai rétrogradé cette réponse. 1) Vos conseils généraux I say never use a linkedList.sont imparfaits comme le révèle votre post ultérieur. Vous voudrez peut-être le modifier. 2) Quel est le timing? Instanciation, addition et dénombrement en une seule étape? Généralement, l'instanciation et l'énumération ne sont pas ce qui inquiète ppl, ce sont des étapes uniques. Plus précisément, la synchronisation des insertions et des ajouts donnerait une meilleure idée. 3) Plus important encore, vous ajoutez plus que nécessaire à une liste de liens. C'est une mauvaise comparaison. Propage une mauvaise idée de la liste de liens.
nawfal
47
Désolé, mais cette réponse est vraiment mauvaise. Veuillez NE PAS écouter cette réponse. Raison en bref: Il est complètement erroné de penser que les implémentations de liste basées sur un tableau sont suffisamment stupides pour redimensionner le tableau à chaque insertion. Les listes liées sont naturellement plus lentes que les listes soutenues par un tableau lors de la traversée ainsi que lors de l'insertion à l'une ou l'autre extrémité, car seules elles doivent créer de nouveaux objets, tandis que les listes soutenues par un tableau utilisent un tampon (dans les deux sens, évidemment). Les repères (mal faits) indiquent précisément cela. La réponse échoue complètement à vérifier les cas dans lesquels les listes chaînées sont préférables!
mafu
277

Dans la plupart des cas, List<T>est plus utile. LinkedList<T>aura moins de coût lors de l'ajout / suppression d'éléments au milieu de la liste, alors que vous List<T>pouvez seulement ajouter / supprimer à moindre coût à la fin de la liste.

LinkedList<T>n'est efficace que si vous accédez à des données séquentielles (en avant ou en arrière) - l'accès aléatoire est relativement cher car il doit parcourir la chaîne à chaque fois (d'où la raison pour laquelle il n'a pas d'indexeur). Cependant, comme a List<T>n'est essentiellement qu'un tableau (avec un wrapper), l'accès aléatoire est correct.

List<T>offre également un grand nombre de méthodes de soutien - Find, ToArray, etc; cependant, ceux-ci sont également disponibles pour LinkedList<T>.NET 3.5 / C # 3.0 via des méthodes d'extension - c'est donc moins un facteur.

Marc Gravell
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4
Un avantage de List <> par rapport à LinkedList <> auquel je n'avais jamais pensé concerne la manière dont les microprocesseurs implémentent la mise en cache de la mémoire. Bien que je ne le comprenne pas complètement, l'auteur de cet article de blog parle beaucoup de "localité de référence", ce qui rend la traversée d'un tableau beaucoup plus rapide que la traversée d'une liste chaînée, du moins si la liste chaînée est devenue quelque peu fragmentée en mémoire . kjellkod.wordpress.com/2012/02/25/…
RenniePet
@RenniePet List est implémenté avec un tableau dynamique et les tableaux sont des blocs de mémoire contigus.
Casey
2
Puisque List est un tableau dynamique, c'est pourquoi il est parfois bon de spécifier la capacité d'une List dans le constructeur si vous la connaissez au préalable.
Cardin Lee JH
Est-il possible que l'implémentation C # de all, array, List <T> et LinkedList <T> soit quelque peu sous-optimale pour un cas très important: vous avez besoin d'une très grande liste, append (AddLast) et parcours séquentiel (dans une direction) sont tout à fait correct: je ne veux pas de redimensionnement de tableau pour obtenir des blocs continus (est-ce garanti pour chaque tableau, même les tableaux de 20 Go?), et je ne connais pas à l'avance la taille, mais je peux deviner à l'avance une taille de bloc, par exemple 100 MB à réserver à chaque fois à l'avance. Ce serait une bonne mise en œuvre. Ou est tableau / liste similaire à cela, et j'ai raté un point?
Philm
1
@Philm c'est le genre de scénario où vous écrivez votre propre cale sur la stratégie de bloc que vous avez choisie; List<T>et T[]échouera pour être trop gros (tous une dalle), LinkedList<T>se lamentera pour être trop granulaire (dalle par élément).
Marc Gravell
212

Penser une liste chaînée comme une liste peut être un peu trompeur. C'est plus comme une chaîne. En fait, dans .NET, LinkedList<T>ne met même pas en œuvre IList<T>. Il n'y a pas de véritable concept d'index dans une liste chaînée, même si cela peut sembler être le cas. Certes, aucune des méthodes fournies dans la classe n'accepte les index.

Les listes liées peuvent être liées individuellement ou doublement liées. Il s'agit de savoir si chaque élément de la chaîne a un lien uniquement avec le suivant (lié individuellement) ou avec les deux éléments antérieurs / suivants (liés deux fois). LinkedList<T>est doublement lié.

En interne, List<T>est soutenu par un tableau. Cela fournit une représentation très compacte en mémoire. Inversement, LinkedList<T>implique une mémoire supplémentaire pour stocker les liens bidirectionnels entre les éléments successifs. Ainsi, l'empreinte mémoire d'un LinkedList<T>sera généralement plus grande que pour List<T>(avec la mise en garde qui List<T>peut avoir des éléments de tableau interne inutilisés pour améliorer les performances lors des opérations d'ajout.)

Ils ont également des caractéristiques de performance différentes:

Ajouter

  • LinkedList<T>.AddLast(item) temps constant
  • List<T>.Add(item) temps constant amorti, pire cas linéaire

Prepend

  • LinkedList<T>.AddFirst(item) temps constant
  • List<T>.Insert(0, item) temps linéaire

Insertion

  • LinkedList<T>.AddBefore(node, item) temps constant
  • LinkedList<T>.AddAfter(node, item) temps constant
  • List<T>.Insert(index, item) temps linéaire

Suppression

  • LinkedList<T>.Remove(item) temps linéaire
  • LinkedList<T>.Remove(node) temps constant
  • List<T>.Remove(item) temps linéaire
  • List<T>.RemoveAt(index) temps linéaire

Compter

  • LinkedList<T>.Count temps constant
  • List<T>.Count temps constant

Contient

  • LinkedList<T>.Contains(item) temps linéaire
  • List<T>.Contains(item) temps linéaire

Clair

  • LinkedList<T>.Clear() temps linéaire
  • List<T>.Clear() temps linéaire

Comme vous pouvez le voir, ils sont pour la plupart équivalents. En pratique, l'API de LinkedList<T>est plus lourde à utiliser et les détails de ses besoins internes se répandent dans votre code.

Cependant, si vous devez effectuer de nombreuses insertions / suppressions à partir d'une liste, elle offre un temps constant. List<T>offre un temps linéaire, car les éléments supplémentaires de la liste doivent être mélangés après l'insertion / la suppression.

Drew Noakes
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2
Le nombre de listes chaînées est-il constant? Je pensais que ce serait linéaire?
Iain Ballard
10
@Iain, le nombre est mis en cache dans les deux classes de liste.
Drew Noakes
3
Vous avez écrit que "List <T> .Add (item) logarithmic time", mais il est en fait "Constant" si la capacité de la liste peut stocker le nouvel élément, et "Linear" si la liste n'a pas assez d'espace et de nouveau à réaffecter.
aStranger
@aStranger, bien sûr, vous avez raison. Je ne sais pas ce que je pensais dans ce qui précède - peut-être que le temps amorti normal est logarithmique, ce qui n'est pas le cas. En fait le temps amorti est constant. Je ne suis pas entré dans le meilleur / pire cas des opérations, visant une comparaison simple. Je pense cependant que l'opération d'ajout est suffisamment importante pour fournir ce détail. Modifie la réponse. Merci.
Drew Noakes
1
@Philm, vous devriez peut-être commencer une nouvelle question, et vous ne dites pas comment vous allez utiliser cette structure de données une fois construite, mais si vous parlez d'un million de lignes, vous aimerez peut-être une sorte d'hybride (liste chaînée de morceaux de tableau ou similaires) pour réduire la fragmentation du tas, réduire la surcharge de mémoire et éviter un seul objet énorme sur la LOH.
Drew Noakes
118

Les listes liées permettent l'insertion ou la suppression très rapide d'un membre de liste. Chaque membre d'une liste chaînée contient un pointeur sur le membre suivant de la liste afin d'insérer un membre à la position i:

  • mettre à jour le pointeur du membre i-1 pour pointer vers le nouveau membre
  • définir le pointeur dans le nouveau membre pour pointer vers le membre i

L'inconvénient d'une liste chaînée est qu'un accès aléatoire n'est pas possible. L'accès à un membre nécessite de parcourir la liste jusqu'à ce que le membre souhaité soit trouvé.

b3.
la source
6
J'ajouterais que les listes liées ont une surcharge par élément stocké implicitement ci-dessus via LinkedListNode qui fait référence au nœud précédent et suivant. Le gain de cela est un bloc de mémoire contigu n'est pas nécessaire pour stocker la liste, contrairement à une liste basée sur un tableau.
paulecoyote
3
Un bloc de mémoire contigu n'est-il pas habituellement utilisé?
Jonathan Allen
7
Oui, un bloc contigu est préféré pour les performances d'accès aléatoire et la consommation de mémoire, mais pour les collections qui doivent changer de taille régulièrement, une structure telle qu'un tableau doit généralement être copiée vers un nouvel emplacement alors qu'une liste chaînée n'a besoin que de gérer la mémoire pour le nœuds nouvellement insérés / supprimés.
jpierson
6
Si vous avez déjà dû travailler avec des tableaux ou des listes très volumineux (une liste enveloppe simplement un tableau), vous commencerez à rencontrer des problèmes de mémoire même s'il semble y avoir beaucoup de mémoire disponible sur votre machine. La liste utilise une stratégie de doublement lorsqu'elle alloue un nouvel espace dans son tableau sous-jacent. Ainsi, un tableau de 1000000 elemnt plein sera copié dans un nouveau tableau avec 2000000 éléments. Ce nouveau tableau doit être créé dans un espace mémoire contigu qui est suffisamment grand pour le contenir.
Andrew
1
J'avais un cas spécifique où tout ce que je faisais était d'ajouter et de supprimer, et de boucler un par un ... ici, la liste chaînée était de loin supérieure à la liste normale ..
Peter
26

Ma réponse précédente n'était pas assez précise. C'était vraiment horrible: D Mais maintenant je peux poster une réponse beaucoup plus utile et correcte.


J'ai fait quelques tests supplémentaires. Vous pouvez trouver sa source par le lien suivant et la vérifier à nouveau dans votre environnement: https://github.com/ukushu/DataStructuresTestsAndOther.git

Résultats courts:

  • Le tableau doit utiliser:

    • Aussi souvent que possible. Il est rapide et prend la plus petite plage de RAM pour les mêmes informations.
    • Si vous connaissez le nombre exact de cellules nécessaires
    • Si les données enregistrées dans le tableau <85000 b (85000/32 = 2656 éléments pour les données entières)
    • Si nécessaire, vitesse d'accès aléatoire élevée
  • La liste doit utiliser:

    • Si nécessaire pour ajouter des cellules à la fin de la liste (souvent)
    • Si nécessaire pour ajouter des cellules au début / au milieu de la liste (PAS SOUVENT)
    • Si les données enregistrées dans le tableau <85000 b (85000/32 = 2656 éléments pour les données entières)
    • Si nécessaire, vitesse d'accès aléatoire élevée
  • LinkedList doit utiliser:

    • Si nécessaire pour ajouter des cellules au début / au milieu / à la fin de la liste (souvent)
    • Si nécessaire uniquement un accès séquentiel (avant / arrière)
    • Si vous devez enregistrer de GRANDS articles, mais le nombre d'articles est faible.
    • Mieux vaut ne pas utiliser pour une grande quantité d'éléments, car il utilise de la mémoire supplémentaire pour les liens.

Plus de détails:

введите сюда описание изображения Intéressant à savoir:

  1. LinkedList<T>en interne n'est pas une liste dans .NET. Il n'est même pas implémenté IList<T>. Et c'est pourquoi il existe des index et des méthodes absents liés aux index.

  2. LinkedList<T>est une collection basée sur un pointeur de nœud. Dans .NET, il s'agit d'une implémentation doublement liée. Cela signifie que les éléments antérieurs / suivants ont un lien avec l'élément actuel. Et les données sont fragmentées - différents objets de liste peuvent être situés à différents endroits de la RAM. Il y aura également plus de mémoire utilisée pour LinkedList<T>que pour List<T>ou Array.

  3. List<T>in .Net est l'alternative de Java à ArrayList<T>. Cela signifie qu'il s'agit d'un wrapper de tableau. Il est donc alloué en mémoire comme un bloc de données contigu. Si la taille des données allouées dépasse 85 000 octets, elles seront déplacées vers le grand segment d'objets. Selon la taille, cela peut entraîner une fragmentation du tas (une forme légère de fuite de mémoire). Mais en même temps, si la taille est <85000 octets - cela fournit une représentation très compacte et à accès rapide en mémoire.

  4. Un bloc contigu unique est préféré pour les performances d'accès aléatoire et la consommation de mémoire, mais pour les collections qui doivent changer régulièrement de taille, une structure telle qu'un tableau doit généralement être copiée vers un nouvel emplacement, tandis qu'une liste liée ne doit gérer la mémoire que pour la nouvelle insertion. / noeuds supprimés.

Andrew
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1
Question: Avec "données enregistrées dans un tableau <ou> 85 000 octets", vous voulez dire des données par tableau / liste ELEMENT, n'est-ce pas? On pourrait comprendre que vous voulez dire la taille des données de l'ensemble du tableau ..
Philm
Éléments de tableau situés séquentiellement en mémoire. Donc, par tableau. Je connais une erreur dans le tableau, plus tard je vais le réparer :) (j'espère ....)
Andrew
Les listes étant lentes lors des insertions, si une liste a beaucoup de délais d'exécution (beaucoup d'insertions / suppressions), la mémoire est-elle occupée par l'espace supprimé et si oui, cela accélère-t-il les «ré» insertions?
Rob
18

La différence entre List et LinkedList réside dans leur implémentation sous-jacente. La liste est une collection basée sur un tableau (ArrayList). LinkedList est une collection basée sur un pointeur de nœud (LinkedListNode). Sur l'utilisation au niveau de l'API, les deux sont à peu près les mêmes, car les deux implémentent le même ensemble d'interfaces telles que ICollection, IEnumerable, etc.

La principale différence survient lorsque les performances sont importantes. Par exemple, si vous implémentez la liste qui comporte une opération lourde "INSERT", LinkedList surpasse la liste. Étant donné que LinkedList peut le faire en temps O (1), mais List peut avoir besoin d'étendre la taille du tableau sous-jacent. Pour plus d'informations / détails, vous voudrez peut-être lire la différence algorithmique entre LinkedList et les structures de données de tableau. http://en.wikipedia.org/wiki/Linked_list et Array

J'espère que cette aide,

user23117
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4
La liste <T> est basée sur un tableau (T []) et non sur un tableau ArrayList. Réinsérer: le redimensionnement du tableau n'est pas le problème (l'algorithme de doublage signifie que la plupart du temps il n'a pas à le faire): le problème est qu'il doit d'abord copier-copier toutes les données existantes, ce qui prend un peu temps.
Marc Gravell
2
@Marc, l'algorithme de "doublage" ne fait que O (logN), mais il est encore pire que O (1)
Ilya Ryzhenkov
2
Mon point était que ce n'est pas le redimensionnement qui cause la douleur - c'est le blit. Dans le pire des cas, si nous ajoutons le premier élément (zéro) à chaque fois, le blit doit tout déplacer à chaque fois.
Marc Gravell
@IlyaRyzhenkov - vous pensez au cas où Addest toujours à la fin du tableau existant. Listest "assez bon" à cela, même si ce n'est pas O (1). Le problème grave se produit si vous avez besoin de plusieurs Adds qui ne sont pas à la fin. Marc souligne que la nécessité de déplacer les données existantes à chaque fois que vous insérez (et pas seulement lorsqu'un redimensionnement est nécessaire) représente un coût de performance plus important List.
ToolmakerSteve
Le problème est que les notations Big O théoriques ne racontent pas toute l'histoire. En informatique, tout le monde se soucie de tout, mais il y a bien plus à craindre que cela dans le monde réel.
MattE
11

Le principal avantage des listes liées par rapport aux tableaux est que les liens nous permettent de réorganiser efficacement les éléments. Sedgewick, p. 91

Dr. Alrawi
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1
OMI, cela devrait être la réponse. LinkedList est utilisé lorsqu'un ordre garanti est important.
RBaarda
1
@RBaarda: Je ne suis pas d'accord. Cela dépend du niveau dont nous parlons. Le niveau algorithmique est différent du niveau d'implémentation de la machine. Pour la vitesse, vous avez également besoin de ce dernier. Comme il est souligné, les tableaux sont implémentés comme étant «un seul bloc» de mémoire, ce qui est une restriction, car cela peut entraîner un redimensionnement et une réorganisation de la mémoire, en particulier avec les très grands tableaux. Après réflexion, une structure de données propre, une liste de tableaux liés serait une idée pour mieux contrôler la vitesse de remplissage linéaire et l'accès à de très grandes structures de données.
Philm
1
@Philm - J'ai voté pour votre commentaire, mais je voudrais souligner que vous décrivez une exigence différente. Ce que la réponse dit, c'est que la liste chaînée présente des avantages en termes de performances pour les algorithmes qui impliquent beaucoup de réorganisation des éléments. Compte tenu de cela, j'interprète le commentaire de RBaarda comme faisant référence à la nécessité d'ajouter / supprimer des articles tout en maintenant en permanence un ordre donné (critères de tri). Donc pas seulement un "remplissage linéaire". Compte tenu de cela, List perd, car les indices sont inutiles (changez chaque fois que vous ajoutez un élément n'importe où, mais à la fin).
ToolmakerSteve
4

Une circonstance courante pour utiliser LinkedList est comme ceci:

Supposons que vous souhaitiez supprimer plusieurs chaînes de caractères d'une liste de chaînes de grande taille, disons 100 000. Les chaînes à supprimer peuvent être consultées dans le dic HashSet, et la liste des chaînes contient entre 30 000 et 60 000 chaînes à supprimer.

Alors, quel est le meilleur type de liste pour stocker les 100 000 cordes? La réponse est LinkedList. Si elles sont stockées dans une liste de tableaux, itérer dessus et supprimer les chaînes correspondantes devrait prendre jusqu'à des milliards d'opérations, alors qu'il ne faut que 100000 opérations en utilisant un itérateur et la méthode remove ().

LinkedList<String> strings = readStrings();
HashSet<String> dic = readDic();
Iterator<String> iterator = strings.iterator();
while (iterator.hasNext()){
    String string = iterator.next();
    if (dic.contains(string))
    iterator.remove();
}
À M
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6
Vous pouvez simplement utiliser RemoveAllpour supprimer les éléments d'un Listsans déplacer beaucoup d'éléments, ou utiliser Wherede LINQ pour créer une deuxième liste. LinkedListCependant, utiliser un ici finit par consommer beaucoup plus de mémoire que les autres types de collections et la perte de localité de mémoire signifie qu'il sera beaucoup plus lent à itérer, ce qui le rendra bien pire qu'un a List.
Servy
@Servy, notez que la réponse de @ Tom utilise Java. Je ne sais pas s'il y a un RemoveAlléquivalent en Java.
Arturo Torres Sánchez
3
@ ArturoTorresSánchez Eh bien, la question indique spécifiquement qu'il s'agit de .NET, ce qui rend la réponse beaucoup moins appropriée.
Servy
@Servy, alors vous auriez dû le mentionner depuis le début.
Arturo Torres Sánchez
Si RemoveAlln'est pas disponible pour List, vous pourriez faire un algorithme de «compactage», qui ressemblerait à la boucle de Tom, mais avec deux indices et la nécessité de déplacer les éléments à conserver un par un dans le tableau interne de la liste. L'efficacité est O (n), identique à l'algorithme de Tom pour LinkedList. Dans les deux versions, le temps de calculer la clé HashSet pour les chaînes domine. Ce n'est pas un bon exemple de quand l'utiliser LinkedList.
ToolmakerSteve
2

Lorsque vous avez besoin d'un accès indexé intégré, d'un tri (et après cette recherche binaire) et d'une méthode "ToArray ()", vous devez utiliser List.

Michael Damatov
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2

Essentiellement, un List<>dans .NET est un wrapper sur un tableau . A LinkedList<> est une liste chaînée . Donc, la question se résume à, quelle est la différence entre un tableau et une liste liée, et quand un tableau doit-il être utilisé à la place d'une liste liée. Probablement les deux facteurs les plus importants dans votre décision à utiliser se résumeraient à:

  • Les listes liées ont des performances d'insertion / suppression bien meilleures, tant que les insertions / suppressions ne sont pas sur le dernier élément de la collection. En effet, un tableau doit décaler tous les éléments restants qui viennent après le point d'insertion / suppression. Cependant, si l'insertion / suppression se trouve à la fin de la liste, ce décalage n'est pas nécessaire (bien que la matrice doive être redimensionnée si sa capacité est dépassée).
  • Les baies ont de bien meilleures capacités d'accès. Les tableaux peuvent être indexés directement (en temps constant). Les listes liées doivent être parcourues (temps linéaire).
iliketocode
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1

Ceci est adapté de la réponse acceptée de Tono Nam en y corrigeant quelques mesures erronées.

Le test:

static void Main()
{
    LinkedListPerformance.AddFirst_List(); // 12028 ms
    LinkedListPerformance.AddFirst_LinkedList(); // 33 ms

    LinkedListPerformance.AddLast_List(); // 33 ms
    LinkedListPerformance.AddLast_LinkedList(); // 32 ms

    LinkedListPerformance.Enumerate_List(); // 1.08 ms
    LinkedListPerformance.Enumerate_LinkedList(); // 3.4 ms

    //I tried below as fun exercise - not very meaningful, see code
    //sort of equivalent to insertion when having the reference to middle node

    LinkedListPerformance.AddMiddle_List(); // 5724 ms
    LinkedListPerformance.AddMiddle_LinkedList1(); // 36 ms
    LinkedListPerformance.AddMiddle_LinkedList2(); // 32 ms
    LinkedListPerformance.AddMiddle_LinkedList3(); // 454 ms

    Environment.Exit(-1);
}

Et le code:

using System.Collections.Generic;
using System.Diagnostics;
using System.Linq;

namespace stackoverflow
{
    static class LinkedListPerformance
    {
        class Temp
        {
            public decimal A, B, C, D;

            public Temp(decimal a, decimal b, decimal c, decimal d)
            {
                A = a; B = b; C = c; D = d;
            }
        }



        static readonly int start = 0;
        static readonly int end = 123456;
        static readonly IEnumerable<Temp> query = Enumerable.Range(start, end - start).Select(temp);

        static Temp temp(int i)
        {
            return new Temp(i, i, i, i);
        }

        static void StopAndPrint(this Stopwatch watch)
        {
            watch.Stop();
            Console.WriteLine(watch.Elapsed.TotalMilliseconds);
        }

        public static void AddFirst_List()
        {
            var list = new List<Temp>();
            var watch = Stopwatch.StartNew();

            for (var i = start; i < end; i++)
                list.Insert(0, temp(i));

            watch.StopAndPrint();
        }

        public static void AddFirst_LinkedList()
        {
            var list = new LinkedList<Temp>();
            var watch = Stopwatch.StartNew();

            for (int i = start; i < end; i++)
                list.AddFirst(temp(i));

            watch.StopAndPrint();
        }

        public static void AddLast_List()
        {
            var list = new List<Temp>();
            var watch = Stopwatch.StartNew();

            for (var i = start; i < end; i++)
                list.Add(temp(i));

            watch.StopAndPrint();
        }

        public static void AddLast_LinkedList()
        {
            var list = new LinkedList<Temp>();
            var watch = Stopwatch.StartNew();

            for (int i = start; i < end; i++)
                list.AddLast(temp(i));

            watch.StopAndPrint();
        }

        public static void Enumerate_List()
        {
            var list = new List<Temp>(query);
            var watch = Stopwatch.StartNew();

            foreach (var item in list)
            {

            }

            watch.StopAndPrint();
        }

        public static void Enumerate_LinkedList()
        {
            var list = new LinkedList<Temp>(query);
            var watch = Stopwatch.StartNew();

            foreach (var item in list)
            {

            }

            watch.StopAndPrint();
        }

        //for the fun of it, I tried to time inserting to the middle of 
        //linked list - this is by no means a realistic scenario! or may be 
        //these make sense if you assume you have the reference to middle node

        //insertion to the middle of list
        public static void AddMiddle_List()
        {
            var list = new List<Temp>();
            var watch = Stopwatch.StartNew();

            for (var i = start; i < end; i++)
                list.Insert(list.Count / 2, temp(i));

            watch.StopAndPrint();
        }

        //insertion in linked list in such a fashion that 
        //it has the same effect as inserting into the middle of list
        public static void AddMiddle_LinkedList1()
        {
            var list = new LinkedList<Temp>();
            var watch = Stopwatch.StartNew();

            LinkedListNode<Temp> evenNode = null, oddNode = null;
            for (int i = start; i < end; i++)
            {
                if (list.Count == 0)
                    oddNode = evenNode = list.AddLast(temp(i));
                else
                    if (list.Count % 2 == 1)
                        oddNode = list.AddBefore(evenNode, temp(i));
                    else
                        evenNode = list.AddAfter(oddNode, temp(i));
            }

            watch.StopAndPrint();
        }

        //another hacky way
        public static void AddMiddle_LinkedList2()
        {
            var list = new LinkedList<Temp>();
            var watch = Stopwatch.StartNew();

            for (var i = start + 1; i < end; i += 2)
                list.AddLast(temp(i));
            for (int i = end - 2; i >= 0; i -= 2)
                list.AddLast(temp(i));

            watch.StopAndPrint();
        }

        //OP's original more sensible approach, but I tried to filter out
        //the intermediate iteration cost in finding the middle node.
        public static void AddMiddle_LinkedList3()
        {
            var list = new LinkedList<Temp>();
            var watch = Stopwatch.StartNew();

            for (var i = start; i < end; i++)
            {
                if (list.Count == 0)
                    list.AddLast(temp(i));
                else
                {
                    watch.Stop();
                    var curNode = list.First;
                    for (var j = 0; j < list.Count / 2; j++)
                        curNode = curNode.Next;
                    watch.Start();

                    list.AddBefore(curNode, temp(i));
                }
            }

            watch.StopAndPrint();
        }
    }
}

Vous pouvez voir que les résultats sont conformes aux performances théoriques que d'autres ont documentées ici. Assez clair - LinkedList<T>gagne beaucoup de temps en cas d'insertions. Je n'ai pas testé la suppression du milieu de la liste, mais le résultat devrait être le même. Bien sûr, il List<T>existe d'autres domaines où il fonctionne bien mieux comme l'accès aléatoire O (1).

nawfal
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0

Utiliser LinkedList<>quand

  1. Vous ne savez pas combien d'objets traversent la barrière anti-inondation. Par exemple Token Stream,.
  2. Lorsque vous souhaitez UNIQUEMENT supprimer \ insert aux extrémités.

Pour tout le reste, il vaut mieux l'utiliser List<>.

Antony Thomas
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6
Je ne vois pas pourquoi le point 2 est logique. Les listes liées sont parfaites lorsque vous effectuez de nombreuses insertions / suppressions dans toute la liste.
Drew Noakes
Étant donné que les LinkedLists ne sont pas basées sur un index, vous devez vraiment analyser la liste entière pour l'insertion ou la suppression qui entraîne une pénalité O (n). La liste <> d'autre part souffre du redimensionnement du tableau, mais, IMO, est toujours une meilleure option par rapport aux LinkedLists.
Antony Thomas
1
Vous n'avez pas à parcourir la liste pour les insertions / suppressions si vous gardez une trace des LinkedListNode<T>objets dans votre code. Si vous pouvez le faire, c'est bien mieux que d'utiliser List<T>, en particulier pour les très longues listes où les insertions / suppressions sont fréquentes.
Drew Noakes
Vous voulez dire à travers une table de hachage? Si tel est le cas, ce serait le compromis espace / temps typique que chaque programmeur informatique devrait faire un choix en fonction du domaine problématique :) Mais oui, cela le rendrait plus rapide.
Antony Thomas
1
@AntonyThomas - Non, il veut dire en passant autour des références aux nœuds au lieu de passer autour des références aux éléments . Si tout ce que vous avez est un élément , puis à la fois la liste et LinkedList ont mauvaise performance, parce que vous devez rechercher. Si vous pensez "mais avec List, je peux simplement passer un index": cela n'est valable que lorsque vous n'insérez jamais un nouvel élément au milieu de List. LinkedList n'a pas cette limitation, si vous vous accrochez à un nœud (et utilisez node.Valuequand vous voulez l'élément d'origine). Vous réécrivez donc l'algorithme pour travailler avec des nœuds, pas avec des valeurs brutes.
ToolmakerSteve
0

Je suis d'accord avec la plupart des arguments avancés ci-dessus. Et je suis également d'accord que List semble être un choix plus évident dans la plupart des cas.

Mais, je veux juste ajouter qu'il existe de nombreux cas où LinkedList est un bien meilleur choix que List pour une meilleure efficacité.

  1. Supposons que vous parcouriez les éléments et que vous souhaitiez effectuer beaucoup d'insertions / suppressions; LinkedList le fait en temps O (n) linéaire, alors que List le fait en temps O quadratique (n ^ 2).
  2. Supposons que vous souhaitiez accéder à de plus gros objets encore et encore, LinkedList devient très utile.
  3. Deque () et queue () sont mieux implémentées à l'aide de LinkedList.
  4. L'augmentation de la taille de LinkedList est beaucoup plus facile et meilleure une fois que vous avez affaire à de nombreux objets plus gros.

J'espère que quelqu'un trouverait ces commentaires utiles.

Abhishek
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Notez que ce conseil est pour .NET, pas Java. Dans l'implémentation de la liste chaînée de Java, vous n'avez pas le concept de «nœud actuel», vous devez donc parcourir la liste pour chaque insert.
Jonathan Allen
Cette réponse n'est que partiellement correcte: 2) si les éléments sont grands, faites du type d'élément une classe et non une structure, de sorte que List contienne simplement une référence. La taille de l'élément devient alors inutile. 3) La suppression et la mise en file d'attente peuvent être effectuées efficacement dans une liste si vous utilisez la liste comme un "tampon circulaire", au lieu de faire de l'insertion ou de la suppression au début. DeCleany Deque . 4) partiellement vrai: quand plusieurs objets, le pro de LL n'a pas besoin d'une énorme mémoire contiguë; L'inconvénient est la mémoire supplémentaire pour les pointeurs de noeud.
ToolmakerSteve
-2

Tant de réponses moyennes ici ...

Certaines implémentations de liste chaînée utilisent des blocs sous-jacents de nœuds préalloués. S'ils ne le font pas, le temps constant / temps linéaire est moins pertinent car les performances de la mémoire seront médiocres et les performances du cache seront encore pires.

Utilisez des listes chaînées lorsque

1) Vous voulez la sécurité des fils. Vous pouvez créer de meilleurs algos sûrs pour les threads. Les coûts de verrouillage domineront une liste de styles simultanés.

2) Si vous avez une grande file d'attente comme des structures et que vous souhaitez supprimer ou ajouter n'importe où mais la fin tout le temps. > 100K listes existent mais ne sont pas si courantes.

user1496062
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3
Cette question concernait deux implémentations C #, pas des listes liées en général.
Jonathan Allen,
Même dans toutes les langues
user1496062
-2

J'ai posé une question similaire concernant les performances de la collection LinkedList et j'ai découvert que l'implémentation C # de Steven Cleary de Deque était une solution. Contrairement à la collection Queue, Deque permet de déplacer des éléments vers l'avant et l'arrière. Il est similaire à la liste chaînée, mais avec des performances améliorées.

Adam Cox
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1
Re votre déclaration qui Dequeest "similaire à la liste chaînée, mais avec des performances améliorées" . Veuillez qualifier cette déclaration: Dequeest une meilleure performance que LinkedList, pour votre code spécifique . Suite à votre lien, je vois que deux jours plus tard, vous avez appris d'Ivan Stoev que ce n'était pas une inefficacité de LinkedList, mais une inefficacité de votre code. (Et même s'il s'agissait d'une inefficacité de LinkedList, cela ne justifierait pas une déclaration générale selon laquelle Deque est plus efficace; uniquement dans des cas spécifiques.)
ToolmakerSteve