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在Java中集合的size方法复杂度如何_Java集合性能解析

P粉602998670

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发布时间:2026-02-06 11:50:03

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原创

ArrayList 的 size() 时间复杂度为 O(1),因其直接返回内部维护的 size 字段,无需遍历或依赖底层数组长度,故耗时恒定。

在java中集合的size方法复杂度如何_java集合性能解析

ArrayList 的 size() 是 O(1)

因为 ArrayList 内部维护了一个 size 字段,每次增删都会更新它,调用 size() 只是直接返回这个整数。不需要遍历、不依赖底层数组长度(elementData.length),所以无论列表有多大,耗时恒定。

常见误用场景:有人在循环里反复调用 list.size() 判断边界,比如写成 for (int i = 0; i —— 这没问题,JVM 通常能内联优化,但语义上仍是安全的 O(1) 调用。

LinkedList 的 size() 也是 O(1)

从 Java 8 开始,LinkedList 已不再需要遍历链表计数。它同样持有独立的 size 成员变量,增删节点时同步更新。所以和 ArrayList 一样,size() 是常数时间操作。

注意:早期 JDK(如 Java 6)中部分实现可能未缓存 size,但所有现代主流 JDK(8+)均已保证 O(1)。如果你看到性能分析工具显示 LinkedList.size() 很慢,大概率是被误标,或实际调用的是其他方法(比如 get(i))。

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HashMap / HashSet 的 size() 同样是 O(1)

它们都继承自 AbstractMapAbstractCollection,内部有明确的 size 计数器。插入、删除、清空时都会维护该值,不会去遍历桶数组或链表/红黑树结构。

例外情况:ConcurrentHashMapsize() 在高并发下可能触发估算逻辑(尤其在 Java 7 中),但 Java 8+ 已改用更精确的分段计数(baseCount + sum of counter cells),仍是 O(1) 平均复杂度;不过极端争用下可能有微小波动,一般业务无需担忧。

哪些集合的 size() 不是 O(1)?

标准库中几乎全部主流集合都实现了 O(1) 的 size()。真正要注意的是你自己写的包装类或流式集合:

  • 基于 Stream 构造的懒序列(如 StreamSupport.stream(...) 包装的自定义 Spliterator),若未重写 estimateSize()getExactSizeIfKnown(),调用 count() 就是 O(n)
  • 某些第三方库中的惰性求值集合(如 jOOλ 的 Seq),size() 可能触发全量计算
  • Collections.unmodifiableCollection(c) 等装饰器会委托给底层集合,只要底层是 O(1),它就是 O(1);但如果底层是手写低效实现,那就另当别论

真实项目里最常踩的坑不是集合本身,而是把 size()isEmpty() 混用——后者在多数集合中也 O(1),但语义更清晰、可读性更好,且部分集合(如 TreeSet)对 isEmpty() 有额外优化。

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