允许重复元素，有序。常见的实现类有 ArrayList、LinkedList、Vector。
ArrayList
ArrayList 是在 Java 编程中常用的集合类之一，它提供了便捷的数组操作，并在动态性、灵活性和性能方面取得了平衡。如果需要频繁在中间插入和删除元素，或者需要在多线程环境中使用，可能需要考虑其他集合实现。
特点
1.动态大小： ArrayList 的大小是动态可变的，可以根据需要自动增加或缩小。这与 Vector 相似，但相对于 LinkedList，它的随机访问效率更高。
2.随机访问高效： 由于 ArrayList 基于动态数组实现，可以通过索引直接访问元素，因此在需要频繁随机访问元素的场景下，ArrayList 的性能通常优于 LinkedList。
3.适用于大部分场景： 在大多数情况下，ArrayList 是一个通用、高效的集合类。它适用于存储和随机访问元素，但不适用于在中间或开头频繁插入和删除元素的情况。
4.非同步： ArrayList 不是线程安全的，不支持多线程并发操作。如果需要在多线程环境中使用，可以考虑使用 Vector(这个比较落后了，所以就不提了) 或使用 Collections.synchronizedList 方法包装 ArrayList。
使用方法
首先先引用，然后初始化。
java">import java.util.ArrayList;//引入ArrayList类public class Test01 {ArrayList<String> objectName = new ArrayList<>();//初始化
}
objectName：对象名。
ArrayList<String>：这<>里面的是泛型数据类型，用于设置 objectName 的数据类型，只能为引用数据类型。
一点示范
java">import java.util.ArrayList;//引入ArrayList类public class Test01 {public static void main(String[] args) {ArrayList<String> objectName = new ArrayList<>();//初始化objectName.add("Changsha");//add()System.out.println(objectName);objectName.add("Shenyang");System.out.println(objectName);objectName.set(0,"Shanghai");//set()System.out.println(objectName);System.out.println(objectName.get(1));//get()objectName.remove(1);//remove()System.out.println(objectName);}
}运行结果
用法表格
| 1 | add() | 将元素插入到指定位置的 arraylist 中 |
| 2 | addAll() | 添加集合中的所有元素到 arraylist 中 |
| 3 | clear() | 删除 arraylist 中的所有元素 |
| 4 | clone() | 复制一份 arraylist |
| 5 | contains() | 判断元素是否在 arraylist |
| 6 | get() | 通过索引值获取 arraylist 中的元素 |
| 7 | indexOf() | 返回 arraylist 中元素的索引值 |
| 8 | removeAll() | 删除存在于指定集合中的 arraylist 里的所有元素 |
| 9 | remove() | 删除 arraylist 里的单个元素 |
| 10 | size() | 返回 arraylist 里元素数量 |
| 11 | isEmpty() | 判断 arraylist 是否为空 |
| 12 | subList() | 截取部分 arraylist 的元素 |
| 13 | set() | 替换 arraylist 中指定索引的元素 |
| 14 | sort() | 对 arraylist 元素进行排序 |
| 15 | toArray() | 将 arraylist 转换为数组 |
| 16 | toString() | 将 arraylist 转换为字符串 |
| 17 | ensureCapacity() | 设置指定容量大小的 arraylist |
| 18 | lastIndexOf() | 返回指定元素在 arraylist 中最后一次出现的位置 |
| 19 | retainAll() | 保留 arraylist 中在指定集合中也存在的那些元素 |
| 20 | containsAll() | 查看 arraylist 是否包含指定集合中的所有元素 |
| 21 | trimToSize() | 将 arraylist 中的容量调整为数组中的元素个数 |
| 22 | removeRange() | 删除 arraylist 中指定索引之间存在的元素 |
| 23 | replaceAll() | 将给定的操作内容替换掉数组中每一个元素 |
| 24 | removeIf() | 删除所有满足特定条件的 arraylist 元素 |
| 25 | forEach() | 遍历 arraylist 中每一个元素并执行特定操作 |
LinkedList
特点
1.双向链表结构：这是它与ArrayList最主要的差别， LinkedList 的底层数据结构是双向链表，每个节点都包含对前一个和后一个元素的引用。
2.动态大小： 类似于 ArrayList，LinkedList 的大小也是动态可变的，可以根据需要自动增加或缩小。
3.插入和删除效率高： 由于链表结构，LinkedList 在中间插入和删除元素的操作比 ArrayList 效率更高。因此在任意位置插入或者删除元素时，不需要搬移元素，效率比较高。
4.非随机访问效率相对较低： 与 ArrayList 不同，LinkedList 的随机访问效率相对较低。如果需要频繁随机访问元素，ArrayList 可能更适合。
5.迭代效率： 在迭代时，LinkedList 的性能较差。由于访问节点需要跳跃指针，相比于数组的连续存储，会增加迭代的开销。
6.占用更多内存： 由于每个节点都需要存储额外的引用，相对于 ArrayList，LinkedList 在内存占用上可能会更多。
7.非同步： LinkedList 也不是线程安全的，不支持多线程并发操作。如果需要在多线程环境中使用，可以考虑使用 Collections.synchronizedList 方法包装 LinkedList。
8.特定场景的优势： 在某些特定的场景中，如实现栈、队列或双端队列等数据结构时，LinkedList 可能更为适用。
使用方法
同样是引用和初始化
java">import java.util.LinkedList;public class Test01 {public static void main(String[] args) {LinkedList<String> linkedList = new LinkedList<>();}
}linkedList:对象名
LinkedList<String>:这<>里面的是泛型数据类型，用于设置 linkedList的数据类型，只能为引用数据类型。
一些示范
java">import java.util.LinkedList;public class Test01 {public static void main(String[] args) {LinkedList<String> linkedList = new LinkedList<>();linkedList.add("Apple");linkedList.add("Banana");linkedList.add("Orange");System.out.println(linkedList);
// 在指定位置插入元素linkedList.add(1, "Grapes");System.out.println(linkedList);//获取链表中的元素：String element = linkedList.get(0);System.out.println(element);//更新链表中的元素linkedList.set(0, "NewElement");System.out.println(linkedList);}
}运行结果
常见用法
| 1 | linkedList.add("Element"); | 在链表末尾添加元素 |
| 2 | linkedList.add(index, "Element"); | 在指定位置插入元素 |
| 3 | linkedList.get(index); | 获取链表中的元素 |
| 4 | linkedList.set(index, "NewElement"); | 更新链表中的元素 |
| 5 | linkedList.remove(index); | 删除指定位置的元素 |
| 6 | int size = linkedList.size(); | 获取链表的大小 |
| 7 | linkedList.isEmpty(); | 判断链表是否为空 |
| 8 | linkedList.contains("Element"); | 查找元素是否存在 |
| 9 | linkedList.getFirst();linkedList.getLast(); | 获取第一个和最后一个元素 |
| 10 | linkedList.removeFirst(); linkedList.removeLast(); | 删除第一个和最后一个元素 |
| 11 | Iterator<String> iterator = linkedList.iterator(); while (iterator.hasNext()) { String element = iterator.next(); // 处理元素 } | 迭代器遍历链表 |
| 12 | ListIterator<String> iterator = linkedList.listIterator(linkedList.size()); while (iterator.hasPrevious()) { String element = iterator.previous(); // 处理元素 } | 反向遍历链表 |
ArrayList 和 LinkedList 的性能对比
- ArrayList：适合频繁的随机访问操作，时间复杂度为O(1)。但在中间插入或删除元素时，时间复杂度为O(n)，因为需要移动后续元素。
- LinkedList：适合频繁的插入和删除操作，时间复杂度为O(1)。但随机访问元素时，时间复杂度为O(n)，因为需要从头或尾遍历链表。
- 对时间和空间不了解的可以看时间复杂度与空间复杂度详解（曼波版）-CSDN博客
线程安全
- ArrayList和LinkedList都不是线程安全的。如果需要在多线程环境中使用，可以使用Collections.synchronizedList来包装它们：
java"> List<String> synchronizedList = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());
- 或者使用CopyOnWriteArrayList，它是线程安全的List实现，适合读多写少的场景。
迭代器
- ArrayList和LinkedList都支持Iterator和ListIterator。ListIterator提供了双向遍历的能力，可以在遍历过程中修改列表。
java"> ListIterator<String> iterator = list.listIterator();while (iterator.hasNext()) {String element = iterator.next();// 处理元素}
容量管理
- ArrayList在内部使用数组存储元素，当数组容量不足时会自动扩容。可以通过ensureCapacity(int minCapacity)方法来预先分配足够的容量，避免频繁扩容带来的性能开销。
java"> ArrayList<String> list = new ArrayList<>();list.ensureCapacity(100); // 预先分配100个元素的容量
LinkedList 的特殊方法
- LinkedList实现了Deque接口，因此可以用作栈或队列。它提供了addFirst、addLast、removeFirst、removeLast等方法，可以方便地实现栈和队列的操作。
java"> LinkedList<String> queue = new LinkedList<>();queue.addLast("A"); // 入队String first = queue.removeFirst(); // 出队
性能优化建议
- 如果需要频繁在列表中间插入或删除元素，优先选择LinkedList。
- 如果需要频繁随机访问元素，优先选择ArrayList。
- 如果列表大小固定且已知，可以使用Arrays.asList来创建不可变的列表，减少内存开销。
java"> List<String> fixedList = Arrays.asList("A", "B", "C");
进一步优化与迭代方向
- 性能测试：在实际项目中，建议对ArrayList和LinkedList进行性能测试，根据具体场景选择最合适的集合类。
- 并发控制：如果需要在多线程环境中使用List，可以考虑使用CopyOnWriteArrayList或Collections.synchronizedList来保证线程安全。
- 内存优化：对于大数据量的列表，可以考虑使用ArrayList并预先分配足够的容量，避免频繁扩容带来的性能开销。
脑图
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