数组的好处

Question

在我看来，与数组相比，列表的优点非常明显：

• 泛型提供更精确的类型：List<Integer>, List<? extends Number>, List<? super Integer>。
• List接口具有许多有用的方法：addAll，remove等。而对于数组来说，除了get/set之外的所有标准操作都必须通过传递到静态方法中以过程方式执行。
• 集合提供不同的实现，如ArrayList，LinkedList，不可修改和同步列表，可以在公共List接口下隐藏。
• 面向对象的长度控制。

缺点方面，我只能提到缺乏语法糖和运行时类型检查。同时，支持两种结构需要频繁使用asList和toArray方法，这使代码不太易读。因此，我很想知道是否存在使用数组时我没有注意到的重要优点。

- Vitalii Fedorenko

Answer 1

数组在处理时间和内存占用方面更加高效。特别是当你在操作原始类型，比如 int 或者 long 时，这一点尤为明显，因为 List 需要将所有元素包装成对象（比如 Integer 或者 Long）。虽然 Java 5 引入了自动装箱的功能，减少了包装和拆包所需的代码量，但是它并没有解决性能问题，因为仍会创建包装对象。

然而，大多数应用程序可能并不会有与这些问题相关的性能瓶颈，所以在大多数情况下，List 和其他集合类应该可以胜任。在这些情况下，编程的便利性超过了内存或 CPU 使用增加的影响，List 是正确的选择。

- markusk

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数组更高效，但通常并不需要使用它们。在我编写的所有商业应用程序中，从未出现过可以通过将集合替换为数组来解决的性能问题。只有在数字计算工具中，我见过需要避免包装原始类型，因此需要坚持使用数组的情况。 - Christian Semrau

@Christian：同意，在大多数情况下，集合都能胜任。 - markusk

Java 泛型的一个重大缺陷是对原始类型的不支持。至少一些第三方库实现了针对原始类型的集合类，这可以消除装箱和拆箱的开销。 - josefx

许多系统中，数组也直接在硬件上实现。 - spongebob

Answer 2

如果您的列表不经常更改，使用List会为您永远不会使用的对象增加大量额外的负担。当您尝试运行需要进行优化的东西时，这是有帮助的。然而，这种额外的负担也使事情比仅有数组时更慢。但是，除非您知道需要数组所提供的收益，否则应该只使用Lists。

- unholysampler

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我猜这可以总结为以下几点：当你需要操作一组明显相关的对象时，请使用集合，否则请使用数组。 - Esko

Answer 3

速度。集合比简单的数组稍慢：内部大多数仍使用数组，但在其周围有额外的代码层。当然，除非您需要额外的性能，否则应该仍然使用集合。

另一个小优势是，使用数组可能更容易调用可变参数方法。不过，这绝不应该是选择一个而不是另一个的主要原因。

- user319799

Answer 4

这里没有提到的一件事是：数组可以有n维，而列表只限于一维。您可以使用列表的列表，但语法（List<List<...>>）比[][]更冗长。

- Guillaume

Answer 5

如果我忽略了使用数组的任何重要优点，请告诉我？

使用数组可以实现常数时间访问任何元素，且常数非常小。安全地访问数组元素只需要几条指令：几个加载、比较和分支。分支通常成功率接近100％，所以现代硬件在预测方面做得非常好。

- Norman Ramsey

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我想更好地理解这里提到的指示，您能建议一个资源让我查看吗？谢谢。 - arin

Answer 6

除了其他回答，数组还有一个微妙的属性可以被认为是优于列表的优势。这可以通过以下代码来说明：

//This works
Integer[] ints = new Integer[4];
Number[] nums = ints;
//This doesn't work
List<Integer> intList = new ArrayList<Integer>();
List<Number> numList = intList; //Does not compile
List<Number> numList2 = (List<Number>)intList; //Does not compile either

虽然子类的数组是超类的数组，但子类的列表不是超类的列表（这样做是有好处的——如果允许的话，泛型会存在类型安全漏洞）。

- Eyal Schneider

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实际上，数组存在类型安全漏洞，因为这是允许的，但漏洞只能在运行时而不是编译时被检测到。我可以按照您的代码进行nums[0] = new Double(8.9)，并且它会编译通过。只有在运行时才会抛出异常。 - Daniel Martin

你不能在子类数组中存储任何超类的实例。因此，根据Liskov替换原则，子类数组不是超类数组。但是，正如@Daniel所指出的那样，这只能在运行时检测到。 - Christian Semrau

当然。通用代码中的限制旨在防止意外的ClassCastException，而数组则无法防止ArrayStoreException。但从编译器的角度来看，Integer[]是Number[]，并且假定程序员知道实际的数组类型，因此允许强制转换。 - Eyal Schneider

啊，但没关系，因为之后的 numList.add(new Double(8.9)) 无法编译。 - Daniel Martin

@Daniel：请看上面的评论。它可以编译，但在运行时会抛出ArrayStoreException异常。数组施加较少的编译时限制（因此表现出的“好处”），但代价是失去了运行时类型安全性。 - Eyal Schneider

Answer 7

我想理论上讲，数组应该具有更好的性能，因为通用集合有额外的抽象层。但就业务应用而言，我认为使用通用集合比使用数组更有价值。

- Doobi

Answer 8

在以下情况下，数组更好：

• 您知道您将使用数组中的固定元素数量
• 您不需要更改数组的大小

数组比任何集合都要快：

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类似于数组的集合：

• ArrayList - 快速读取和添加到List的末尾。内部使用数组。如果必须增加List的大小，则速度较慢。
• LinkedList - 快速添加到List的两侧。快速动态增加/减少大小。不使用内部数组。

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结论：

我建议根据您的场景使用适当的集合。不要为了使用Array []而苦苦挣扎，因为Collections包提供了非常舒适的API，如add()、addAll()等。

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参考： 您可以在此处找到更详细的比较 -> "数组 vs ArrayList vs LinkedList vs..."

- Leni Kirilov

Answer 9

这真的取决于情况。数组非常快，但它们是固定大小的，如果需要处理的数据量非常大，则可能不适合。另一方面，集合的性能有不同的程度，具体取决于特定的子类。例如，ArrayList主要只是一个数组的包装器，因此应具有类似的迭代速度和内存需求。对于我自己，我通常在任何可能的地方使用Iterable<T>接口，因为这样可以给我的代码最大的灵活性，允许它处理内存中驻留的数组以及从文件或通过自定义可迭代/迭代器类获取的数据列表。当实际实例化我传入的Iterable对象时，这取决于具体情况；如果我知道大小并且一次可以放入内存中，那么我只需使用数组，而如果可能会增长，则我将使用ArrayList，如果需要快速插入两端，则我将使用LinkedList。

- Michael Aaron Safyan