👉 用 ArrayList 存數據，結果插入時卡住了？
👉 想刪除某個元素，卻發現索引錯亂了？
👉 不知道該用 ArrayList 還是 LinkedList，選錯了導致性能瓶頸？
一、List?是什么？—— 有序可重復的“列表”
🎯 核心特點
- 有序（Ordered）：元素按插入順序排列
- 允許重復：可以存儲多個相同的值
- 支持索引訪問：可以通過?
get(index)?快速定位元素
? 典型場景：
- 用戶列表展示
- 購物車商品管理
- 日志記錄
🖼? 圖示：List?的邏輯結構
+--------+ +--------+ +--------+
| index0 | -> | index1 | -> | index2 | -> ...
+--------+ +--------+ +--------+
| valueA | | valueB | | valueC |
+--------+ +--------+ +--------+? 核心操作：
- 添加元素：
add(E e)- 獲取元素：
get(int index)- 刪除元素：
remove(int index)
二、List?的核心實現類
1.?ArrayList?—— 基于“動態數組”的實現
🎯 核心特性
- 底層是數組：
Object[] elementData - 支持快速隨機訪問：通過索引直接定位，時間復雜度?
O(1) - 動態擴容：當容量不夠時，自動擴展（默認擴容 1.5 倍）
- 非線程安全
List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("Apple");
list.add("Banana");
String first = list.get(0); // 快速獲取第一個元素🔍 動態擴容機制
private void grow(int minCapacity) {int oldCapacity = elementData.length;// 新容量 = 舊容量 + 舊容量/2 （即 1.5 倍）int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);// 創建新數組，復制數據elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}內存變化：
擴容前：[Apple][Banana] (容量=2, size=2)
擴容后：[Apple][Banana][ ] (容量=3, size=2)? 建議：初始化時指定合理容量，避免頻繁擴容影響性能。
? 經典誤區：中間插入/刪除慢
// 錯誤：頻繁在中間插入/刪除，導致后面元素移動，性能 O(n)
list.add(1, "Orange"); // 插入到索引 1
list.remove(1); // 刪除索引 1? 結論：
ArrayList適合查詢多、增刪少的場景。
2.?LinkedList?—— 基于“雙向鏈表”的實現
🎯 核心特性
- 底層是雙向鏈表：每個節點包含前后指針
- 頭尾增刪快：時間復雜度?
O(1) - 支持棧/隊列操作：實現了?
Deque?接口 - 非線程安全
LinkedList<String> list = new LinkedList<>();
list.addFirst("Apple"); // 頭插
list.addLast("Banana"); // 尾插
String first = list.getFirst(); // 快速獲取第一個元素🖼? 圖示：雙向鏈表的內存布局
地址 2000: +--------+--------+--------+|prev=null| data=A |next=3000|+--------+--------+--------+地址 3000: +--------+--------+--------+|prev=2000| data=B |next=null|+--------+--------+--------+邏輯結構：
head tail| |v v
+--------+ +--------+
|null|A|<--->|A|B|null|
+--------+ +--------+2000 3000? 適用場景：頻繁在頭部或尾部增刪元素，如消息隊列、棧操作。
? 經典誤區：隨機訪問慢
// 錯誤：頻繁隨機訪問，導致遍歷整個鏈表，性能 O(n)
String third = list.get(2); // 需要遍歷兩次才能找到第三個元素? 結論：
LinkedList適合頭尾操作多、隨機訪問少的場景。
三、List?的常用方法詳解
1. 添加元素
// 在末尾添加
list.add("Apple");// 在指定位置插入
list.add(1, "Banana"); // 插入到索引 12. 獲取元素
// 通過索引獲取
String first = list.get(0);// 獲取第一個/最后一個元素
String first = list.get(0);
String last = list.get(list.size() - 1);3. 刪除元素
// 刪除指定位置的元素
list.remove(1); // 刪除索引 1 的元素// 刪除指定對象（第一次出現）
list.remove("Apple");4. 替換元素
// 替換指定位置的元素
list.set(1, "Grape"); // 將索引 1 的元素替換為 Grape5. 查找元素
// 判斷是否包含某個元素
boolean contains = list.contains("Apple");// 查找元素的位置
int index = list.indexOf("Apple"); // 返回第一個 Apple 的索引
int lastIndex = list.lastIndexOf("Apple"); // 返回最后一個 Apple 的索引6. 子列表操作
// 獲取子列表
List<String> subList = list.subList(1, 3); // 包含索引 1 和 2 的元素四、List?的線程安全版本
1.?Collections.synchronizedList()?—— 簡單粗暴的同步
List<String> syncList = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());synchronized (syncList) {syncList.add("Apple");
}? 缺點：
- 整個?
List?對象加鎖，粒度過大，性能差。- 不支持并發讀寫，可能導致阻塞。
2.?CopyOnWriteArrayList?—— 寫時復制的線程安全?List
🎯 核心特性
- 寫時復制：每次修改（
add,?remove）都會創建一個新數組副本。 - 適用于讀多寫少的場景：讀操作無鎖，寫操作加鎖但不影響讀。
List<String> cowList = new CopyOnWriteArrayList<>();
cowList.add("Apple");
cowList.add("Banana");? 適用場景：
- 并發讀多、寫少的場景，如日志記錄、事件監聽器等。
五、高頻問題 & 高分回答
Q1:?ArrayList?和?LinkedList?如何選擇？
答：
ArrayList：基于數組，查詢快（O(1)），增刪慢（O(n)）；
適合隨機訪問多、增刪少的場景。LinkedList：基于鏈表，增刪快（O(1)?頭尾），查詢慢（O(n)）；
適合頻繁頭尾增刪的場景，或實現棧/隊列。
我們項目中用戶列表用?ArrayList，消息隊列用?LinkedList。
Q2:?ArrayList?的擴容機制是怎樣的？
答：
- 默認容量 10；
- 擴容時，新容量 = 原容量 × 1.5；
- 使用?
Arrays.copyOf()?復制數據；- 擴容是耗時操作，建議初始化時指定合理容量。
Q3:?LinkedList?的優勢和劣勢是什么？
答：
- 優勢：頭尾增刪快（
O(1)），支持棧/隊列操作；- 劣勢：隨機訪問慢（
O(n)），內存開銷稍大（每個節點有前后指針）。
適合頻繁頭尾操作的場景，如消息隊列、棧操作。
Q4:?CopyOnWriteArrayList?的工作原理？
答：
- 寫時復制：每次修改（
add,?remove）都會創建一個新數組副本；- 讀操作無鎖，寫操作加鎖但不影響讀；
- 適用于讀多寫少的場景，如日志記錄、事件監聽器等。
六、總結：一張表搞懂?List?的選型
| 場景 | 推薦實現 | 關鍵點 |
|---|---|---|
| 隨機訪問多、增刪少 | ArrayList | 查詢快，擴容注意 |
| 頭尾增刪多、隨機訪問少 | LinkedList | 頭尾操作極快，隨機訪問慢 |
| 并發讀多寫少 | CopyOnWriteArrayList | 寫時復制，讀無鎖 |
🔚 最后一句話
List是 Java 集合框架中最基礎、最常用的接口之一。
它不僅僅是一個“容器”，更是我們日常開發中處理有序數據的核心工具。
只有當你真正理解了ArrayList的擴容機制、LinkedList的雙向鏈表結構，
以及CopyOnWriteArrayList的寫時復制原理，
你才能寫出高效、健壯、專業的 Java 代碼！
希望這篇能幫你徹底搞懂 List 接口及其常見實現！
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