[SeSACx코딩온] Java ArrayList vs. LinkedList

Java ArrayList vs. LinkedList

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Java의 ArrayList와 LinkedList는 List 인터페이스를 구현한 두 가지 대표적인 컬렉션입니다.

1. ArrayList의 동작과 특징

• ArrayList는 내부적으로 배열을 사용하여 데이터를 저장합니다. 크기가 동적으로 변경되며, 인덱스를 통해 빠르게 데이터에 접근할 수 있습니다.
• 하지만, 중간이나 앞부분에 요소를 추가하거나 삭제하면 나머지 데이터를 재배열해야 하므로 성능이 저하될 수 있습니다.

ArrayList 예제

package _08_collection._list;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class ArrayListEx {
    public static void main(String[] args) {
        // ArrayList 생성
        List<String> list = new ArrayList<>();

        // 요소 추가
        list.add("Apple");
        list.add("Banana");
        list.add("Kiwi");
        System.out.println("초기 리스트: " + list); 
        // 출력: 초기 리스트: [Apple, Banana, Kiwi]


        // 리스트 크기 확인
        System.out.printf("리스트 크기: %d%n", list.size()); 
          // 출력: 리스트 크기: 3


        // 특정 요소 가져오기
        System.out.println("두 번째 요소: " + list.get(1)); 
          // 출력: 두 번째 요소: Banana


        // 특정 요소 삭제 (삭제 후 당겨짐)
        list.remove(1);
        System.out.println("Banana 삭제 후 리스트: " + list); 
          // 출력: Banana 삭제 후 리스트: [Apple, Kiwi]


        // 또 다른 요소 삭제
        list.remove(1);
        System.out.println("다시 삭제 후 리스트: " + list); 
          // 출력: 다시 삭제 후 리스트: [Apple]


        // 전체 리스트 순회
        for (String item : list) {
            System.out.println("현재 요소: " + item); 
              // 출력: 현재 요소: Apple
        }


        // 리스트 초기화
        list.clear();
        System.out.println("리스트 비우기 후: " + list); 
          // 출력: 리스트 비우기 후: []


    }
}

• add(): 요소 추가.
• remove(): 특정 인덱스의 요소를 삭제하면, 나머지 요소가 당겨짐.
• clear(): 리스트를 비움.

2. LinkedList

• LinkedList는 노드 기반 구조로 데이터를 저장하며, 각 노드는 이전/다음 노드와 연결됩니다.
• 중간이나 앞부분에 데이터를 추가하거나 삭제할 때 효율적입니다.
• 하지만, 데이터 조회는 순차적으로 탐색해야 하므로 속도가 느립니다.

LinkedList 예제

package _08_collection._list;

import java.util.LinkedList;

public class LinkedListEx {
    public static void main(String[] args) {
        // LinkedList 생성
        LinkedList<String> list = new LinkedList<>();

        // 요소 추가
        list.add("Apple");
        list.add("Banana");
        list.add("Kiwi");
        System.out.println("초기 리스트: " + list); 
          // 출력: 초기 리스트: [Apple, Banana, Kiwi]


        // 첫 번째와 마지막 요소 추가
        list.addFirst("Grape");
        list.addLast("Cherry");
        System.out.println("Grape, Cherry 추가 후: " + list); 
          // 출력: Grape, Cherry 추가 후: [Grape, Apple, Banana, Kiwi, Cherry]


        // 특정 위치 요소 삭제
        list.remove(2);
        System.out.println("Banana 삭제 후 리스트: " + list); 
          // 출력: Banana 삭제 후 리스트: [Grape, Apple, Kiwi, Cherry]


        // 첫 번째와 마지막 요소 삭제
        list.removeFirst();
        list.removeLast();
        System.out.println("첫 번째와 마지막 요소 삭제 후 리스트: " + list); 
          // 출력: 첫 번째와 마지막 요소 삭제 후 리스트: [Apple, Kiwi]


        // 리스트 순회
        for (String item : list) {
            System.out.println("현재 요소: " + item); 
              // 출력: 현재 요소: Apple, Kiwi
        }


        // 리스트 초기화
        list.clear();
        System.out.println("리스트 초기화 후: " + list); 
          // 출력: 리스트 초기화 후: []
    }
}

• addFirst()/addLast(): LinkedList 전용 메서드로 첫 번째와 마지막 위치에 데이터를 추가.
• removeFirst()/removeLast(): LinkedList 전용 메서드로 첫 번째와 마지막 요소를 삭제.

3. ArrayList와 LinkedList 비교

package _08_collection._list;

import java.util.ArrayList;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;

public class CompareList {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> arrayList = new ArrayList<>();
        List<String> linkedList = new LinkedList<>();

        long startTime, endTime;

        // ArrayList 성능 테스트
        startTime = System.nanoTime();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            arrayList.add(0, String.valueOf(i));
        }
        endTime = System.nanoTime();
        System.out.println("ArrayList 소요 시간: " + (endTime - startTime) + " ns"); 
          // 출력: ArrayList 소요 시간 - 약 30,000,000 ns

        // LinkedList 성능 테스트
        startTime = System.nanoTime();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            linkedList.add(0, String.valueOf(i));
        }
        endTime = System.nanoTime();
        System.out.println("LinkedList 소요 시간: " + (endTime - startTime) + " ns"); 
          // 출력: LinkedList 소요 시간 - 약 2,000,000 ns
    }
}

• ArrayList는 데이터를 0번 인덱스에 추가할 때 기존 데이터를 모두 뒤로 밀어야 하므로 느립니다.
• LinkedList는 노드 참조만 변경하면 되므로 빠릅니다.

4. ArrayList와 LinkedList의 사용 사례

상황	ArrayList	LinkedList
조회가 많은 경우	빠름 (인덱스 직접 접근)	느림 (순차 탐색)
삽입/삭제가 많은 경우	느림 (재배열 필요)	빠름 (노드 참조 변경)
리스트 크기	작은 데이터에 적합	데이터 크기가 큰 경우 유리
첫 번째/마지막 요소 작업	일반적인 성능	addFirst/removeFirst로 효율적

정리

• ArrayList는 조회 성능이 우수하며, 데이터 추가/삭제가 리스트 끝에서 이루어질 때 적합합니다.
  • ex) 동영상 재생 목록 - 새 동영상은 끝에 추가되고, 조회가 빈번.
• LinkedList는 중간/시작에서의 삽입/삭제가 빈번할 때 효율적입니다.
  • ex) 대기열 시스템(FIFO) - 고객센터 전화 대기나 작업 큐에서 맨 앞에서 제거, 뒤에서 추가가 자주 발생.