List的三种实现类ArrayList、LinkedList、Vector及其对比

Java List的三种实现类ArrayList、LinkedList、Vector及其对比

• 三种实现类：
• • 一、ArrayList
  • 二、LinkedList
  • 三、Vector（含子类Stack）
• 特性对比：
• • 存储结构
  • 扩容机制
  • 线程安全性
  • 增删改查的效率

三种实现类：

一、ArrayList

ArrayList是一个可以处理变长数组的类型，这里不局限于“数”组，ArrayList是一个泛型类，可以存放任意类型的对象。顾名思义，ArrayList是一个数组列表，因此其内部是使用一个数组来存放对象的，因为Object是一切类型的父类，因而ArrayList内部是有一个Object类型的数组类存放对象。ArrayList类常用的方法有add()、clear()、get()、indexOf()、remove()、sort()、toArray()、toString()等等，同时ArrayList内部有一个私有类实现Iterator接口，因此可以使用iterator()方法得到ArrayList的迭代器，同时，还有一个私有类实现了ListIterator接口，因此ArrayList也可以调用listIterator()方法得到ListIterator迭代器。

由于ArrayList是依靠数组来存放对象的，只不过封装起来了而已，因此其一些查找方法的效率都是O(n)，跟普通的数组效率差不多，只不过这个ArrayList是一个可变”数组“，并且可以存放一切指定的对象。

另外，由于ArrayList的所有方法都是默认在单一线程下进行的，因此ArrayList不具有线程安全性。若想在多线程下使用，应该使用Colletions类中的静态方法synchronizedList()对ArrayList进行调用即可。

二、LinkedList

LinkedList可以看做为一个双向链表，所有的操作都可以认为是一个双向链表的操作，因为它实现了Deque接口和List接口。同样，LinkedList也是线程不安全的，如果在并发环境下使用它，同样用Colletions类中的静态方法synchronizedList()对LinkedList进行调用即可。

在LinkedList的内部实现中，并不是用普通的数组来存放数据的，而是使用**结点**来存放数据的，有一个指向链表头的结点first和一个指向链表尾的结点last。不同于ArrayList只能在数组末尾添加数据，LinkList可以很方便在链表头或者链表尾插入数据，或者在指定结点前后插入数据，还提供了取走链表头或链表尾的结点，或取走中间某个结点，还可以查询某个结点是否存在。add()方法默认在链表尾部插入数据。总之，LinkedList提供了大量方便的操作方法，并且它的插入或增加等方法的效率明显高于ArrayList类型，但是查询的效率要低一点，因为它是一个双向链表。

因此，LinkedList与ArrayList最大的区别是LinkedList更加灵活，并且部分方法的效率比ArrayList对应方法的效率要高很多，对于数据频繁出入的情况下，并且要求操作要足够灵活，建议使用LinkedList；对于数组变动不大，主要是用来查询的情况下，可以使用ArrayList。

三、Vector（含子类Stack）

Vector也是一个类似于ArrayList的可变长度的数组类型，它的内部也是使用数组来存放数据对象的。值得注意的是Vector与ArrayList唯一的区别是，Vector是线程安全的，即它的大部分方法都包含有关键字synchronized，因此，若对于单一线程的应用来说，最好使用ArrayList代替Vector，因为这样效率会快很多（类似的情况有StringBuffer与StringBuilder）；而在多线程程序中，为了保证数据的同步和一致性，可以使用Vector代替ArrayList实现同样的功能。

特性对比：

存储结构

ArrayList和Vector是按照顺序将元素存储（从下表为0开始），删除元素时，删除操作完成后，需要使部分元素移位，默认的初始容量都是10.

ArrayList和Vector是基于数组实现的，LinkedList是基于双向链表实现的（含有头结点）。

扩容机制

从内部实现机制来讲，ArrayList和Vector都是使用Object的数组形式来存储的，当向这两种类型中增加元素的时候，若容量不够，需要进行扩容。ArrayList扩容后的容量是之前的1.5倍，然后把之前的数据拷贝到新建的数组中去。而Vector默认情况下扩容后的容量是之前的2倍。

Vector可以设置容量增量，而ArrayList不可以。在Vector中，有capacityIncrement：当大小大于其容量时，容量自动增加的量。如果在创建Vector时，指定了capacityIncrement的大小，则Vector中动态数组容量需要增加时，如果容量的增量大于0，则增加的是大小是capacityIncrement，如果增量小于0，则增大为之前的2倍。

在这里需要说一下可变长度数组的原理：当元素个数超过数组的长度时，会产生一个新的数组，将原数组的数据复制到新数组，再将新的元素添加到新数组中。

线程安全性

ArrayList不具有有线程安全性，在单线程的环境中，LinkedList也是线程不安全的，如果在并发环境下使用它们，可以用Collections类中的静态方法synchronizedList(）对ArrayList和LinkedList进行调用即可。

Vector实现线程安全的，即它大部分的方法都包含关键字synchronized,但是Vector的效率没有ArraykList和LinkedList高。

增删改查的效率

ArrayList和Vector中，从指定的位置检索一个对象，或在集合的末尾插入、删除一个元素的时间是一样的，时间复杂度都是O（1）。但是如果在其他位置增加或者删除元素花费的时间是O（n）,LinkedList中，在插入、删除任何位置的元素所花费的时间都是一样的，时间复杂度都为O（1），但是他在检索一个元素的时间复杂度为O（n）.

所以如果只是查找特定位置的元素或只在集合的末端增加移动元素，那么使用ArrayList或Vector都是一样的。如果是在指定位置的插入、删除元素，最好选择LinkedList