List集合总结，对比分析ArrayList，Vector，LinkedList
前面已经写了三篇关于java集合的文章，包括：
关于vector，它的实现和arraylist非常类似，就不再单开一个章节来讲了，现在我们来对java集合做一个归纳总结。
一. list框架图
首先上面的框架图可以表明顺序的关联关系，但并不全面，如arraylist在继承了abstractlist抽象类的同时还实现了list接口。
- list是一个接口，继承了collection，同时collection继承了iterable，表明list的实现类都是可用迭代遍历的；
- abstractlist是一个抽象类，实现了list接口，同时继承了abstractcollection，针对一些常用方法，如add()，set()，remove()，给了默认实现，当然在具体的实现类中基本都重写了，该类中没有get()，size()方法。
- abstractsequentiallist是一个抽象类，继承了abstractlist抽象类，实现了很多双向链表中根据索引操作的方法。
- arraylist、vector、linkedlist、stack都是具体的实现类。
二. arraylist、vector对比分析
| 类型 | 线程安全 | 内部结构 | 扩容规则 | 执行效率 | 序列化 | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| arraylist | 否 | 数组object[] | 10 | 数组足够最小长度*1.5 | 高 | 是 |
| vector | 是 | 数组object[] | 10 | 默认数组足够最小长度*2，可自定义每次扩容数量 | 低 | 是 |
vertor扩容方法：
private void grow(int mincapacity) {
// overflow-conscious code
int oldcapacity = elementdata.length;
//capacityincrement参数可通过构造函数传递进来，若没传递该参数，则数组大小设置为elementdata.length * 2
int newcapacity = oldcapacity + ((capacityincrement > 0) ?
capacityincrement : oldcapacity);
if (newcapacity - mincapacity < 0)
newcapacity = mincapacity;
//扩容有上限
if (newcapacity - max_array_size > 0)
newcapacity = hugecapacity(mincapacity);
elementdata = arrays.copyof(elementdata, newcapacity);
}
三. arraylist、linkedlist对比分析
| 类型 | 内部结构 | 插入效率(正常情况) | 删除效率(正常情况) | 顺序遍历效率 | 随机遍历效率 | 占用内存 | 序列化 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| arraylist | 数组object[] | 低 | 低 | 高 | 高 | 低 | 是 |
| linkedlist | 双向链表node | 高 | 高 | 高 | 低 | 高 | 是 |
上述的对比都是基于大数据量的情况下，如果只是几个元素或几十个元素，它们之间并没有多大区别。
问：插入效率为何说正常情况下arraylist低，linkedlist高呢？
答：我们清楚arraylist之所以插入效率低，有两个原因会造成时间的消耗。
第一，当底层数组空间不足时需要扩容，扩容后需进行数组拷贝
第二，当不在数组末尾插入数据，那么就需要移动数组元素
知道了其插入效率低的原因后，那么很明显，数据扩容及拷贝只有在数组空间不足时才发生，如果我们正确使用，就像《阿里巴巴java开发手册》中提到我们在创建集合对象时，就传递参数预先设置好数组大小，那么插入效率是非常高的；而90%的情况下我们在添加元素时都调用的是add(e e)，直接在末尾添加元素，很少调用add(int index, e e)在数组中部添加元素，这样其实移动数组元素就很少发生，因此插入效率也很高。
问：删除效率为何说正常情况下arraylist低，linkedlist高呢？
答：因为删除效率高、低不是绝对的。其实删除操作可以分为两部分。
第一：找到要删除的元素，这个通过索引找，arraylist的执行效率要远高于linkedlist的执行效率；通过equals找则需要遍历整个集合，arraylist和linkedlist执行效率基本一致。
第二：删除元素及后续操作，这个如果删除是最后一个元素，执行效率基本一致；如果是删除的中间元素，那么arraylist需进行数组元素移动，而linkedlist只需搭建起该元素的上一个节点和下一个节点的关系即可，linkedlist执行效率高于arraylist。
因此，需根据实际情况才可判断实际的执行效率。
问：遍历效率这个问题怎么说？
答：arraylist通过数组实现，天然可以通过数组下标读取数据，顺序遍历、随机遍历效率都非常高；linkedlist通过双向链表实现，顺序遍历时，可直接通过本节点.next()直接找到相关联的下一个节点，效率很高，而如果linkedlist随机遍历时，首先需判断（传递的索引值与集合长度/2）的大小，来确定接下来是应该从第一个节点开始找还是最后节点开始找，越是靠近集合中部、集合越大，随机遍历执行效率越低。
四. 总结
本文对list集合进行了总结，包括类结构图，arraylist和vector对比分析，arraylist和linkedlist的对比分析，若有不对之处，请批评指正，望共同进步，谢谢！