List 集合详解

ArrayList 和 Vector 的区别

1. 线程安全性：
   • Vector 是线程安全的，它的方法都是同步的，多个线程可以同时访问和修改 Vector 对象；
   • 而 ArrayList 是非线程安全的，它的方法不是同步的，多个线程访问和修改同一个 ArrayList 对象可能会导致数据竞争和并发访问的问题。
2. 扩容方式：Vector 和 ArrayList 在扩容时采用不同的策略。Vector 在扩容时会增加一倍的容量，而 ArrayList 则会增加 50% 的容量。
3. 性能：
   • 由于 Vector 是线程安全的，它在并发访问时需要进行同步操作，因此性能相对较低；
   • 而 ArrayList 在单线程环境下的性能较好，但在多线程环境下需要使用同步机制来保证线程安全。
4. 初始容量：当创建 Vector 或 ArrayList 对象时，可以指定它们的初始容量。Vector 的默认初始容量为 10，而 ArrayList 的默认初始容量为 0。在实际使用中，可以根据数据量和性能需求等因素，选择合适的初始容量。

总结

• Vector 和 ArrayList 都是动态数组的实现，
• 但 Vector 是线程安全的，扩容方式和性能相对较差，初始容量为 10；
• 而 ArrayList 是非线程安全的，扩容方式和性能相对较好，初始容量为 0。
• 在实际使用中，应根据具体需求选择合适的动态数组实现。

ArrayList 与 LinkedList 区别

1. 底层数据结构：

   • ArrayList 底层采用数组实现，
   • 而 LinkedList 底层采用链表实现。

2. 随机访问(相当于查询）和插入/删除操作的性能：

   • 由于 ArrayList 的底层实现是数组，因此随机访问的性能较好，时间复杂度为 O(1)；而插入/删除操作需要移动其他元素，时间复杂度为 O(n)。

   • 相反，LinkedList 的底层实现是链表，因此插入/删除操作的性能较好，平均时间复杂度为 O(1)；而随机访问需要遍历链表，时间复杂度为 O(n)。

     链表进行【插入/删除操作】时，在最坏的情况下，目标位置在链表的中间，需要遍历链表来找到目标位置，导致时间复杂度为 O(n)。

3. 内存占用：

   • 由于 ArrayList 底层采用数组实现，因此需要预先分配一定大小的连续内存空间，因此可能会浪费一些内存空间；
   • 而 LinkedList 的底层采用链表实现，因此每个节点可以分布在不同的内存空间，内存利用率相对较高。

4. 迭代器的性能：

   • 由于 ArrayList 的底层实现是数组，因此迭代器的性能相对较好；
   • 而 LinkedList 的底层实现是链表，因此迭代器需要遍历链表，性能较差。

总结

ArrayList 和 LinkedList 都是线性表数据结构实现，但底层数据结构、随机访问和插入/删除操作的性能、内存占用和迭代器的性能等方面有所不同。在实际使用中，应根据具体需求选择合适的线性表数据结构实现。

我们在项目中一般是不会使用到 LinkedList 的，需要用到 LinkedList 的场景几乎都可以使用 ArrayList 来代替，并且，性能通常会更好！

具体实现参考

这两种数据结构的代码实现可阅读以下两篇文章：

• 【恋上数据结构】动态数组学习笔记 (opens new window)

• 【恋上数据结构】链表学习笔记 (opens new window)

什么是迭代器

迭代器是一种 Java 中的接口，用于遍历集合类（Collection）和映射类（Map）中的元素。

使用迭代器可以依次访问集合中的每个元素，而不需要知道集合的内部实现方式。

在迭代器设计模式中，迭代器提供了一个通用的访问方法，使得可以在不暴露集合内部实现的情况下对集合进行迭代遍历。

迭代器通常包含以下方法：

• hasNext()：判断集合中是否还有下一个元素，如果有返回 true，否则返回 false。
• next()：获取集合中的下一个元素。
• remove()：从集合中删除上一次返回的元素。

需要注意的是，在多线程环境下，使用迭代器遍历集合时需要进行同步操作，以避免并发修改集合导致的数据竞争和不一致性问题。

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
public class ArrayListExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个 ArrayList 对象
        List<String> arrayList = new ArrayList<>();
        // 向 ArrayList 中添加元素
        arrayList.add("apple");
        arrayList.add("banana");
        arrayList.add("orange");
        // 创建一个同步的 ArrayList 对象
        List<String> synchronizedArrayList = Collections.synchronizedList(arrayList);
        // 使用迭代器遍历 ArrayList
        synchronized (synchronizedArrayList) {
            Iterator<String> iterator = synchronizedArrayList.iterator();
            while (iterator.hasNext()) {
                String element = iterator.next();
                System.out.println(element);
            }
        }
    }
}