1.概念

1.1.集合與數組的區別

集合：長度不固定，動態的根據數據添加刪除改變長度，并且只能存入引用類型，讀取采用迭代器或其他方法

數組：長度固定，不可改變，既可以存入基本類型也可以存入引用類型，讀取使用索引讀（for）

	長度	存入類型	讀取
集合	長度不固定，動態的根據數據添加刪除改變長度	只能存入引用類型	采用迭代器或其他方法
數組	長度固定，不可改變	既可以存入基本類型也可以存入引用類型	使用索引（for）

1.2.集合分類

分為三類：List類，Set類，Map類

List集合：集合里面元素有序，并且允許可重復

Set集合：集合里面元素無序，并且不可重復（保證唯一性）

Map集合：集合采用鍵值對方式，key唯一（不允許重復）無序，value沒有要求

	是否有序	是否可重復
List	有序	可重復
Set	無序	不可重復

1.3.Collection和Collections的區別

Collection是一個接口，給集合實現的，里面定義了一些操作集合的方法

Collections是一個工具類，位于java.util包中，可以直接使用該類操作集合（增刪改，排序）

1.4.集合遍歷的方法

有六種方法：for，增強for，迭代器，列表迭代器，foeEach，Stream流

for：帶索引查詢（區分集合是否帶索引，才能使用該方法）

List<String> list = Arrays.asList("A", "B", "C");// 通過索引遍歷（適合 ArrayList 等支持隨機訪問的集合）
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {System.out.println(list.get(i));
}

增強for：沒有索引，直接遍歷查詢

List<String> list = Arrays.asList("A", "B", "C");// 直接遍歷元素（底層基于迭代器實現）
for (String item : list) {System.out.println(item);
}

迭代器：在迭代器里面只能刪除元素，不能插入元素

List<String> list = Arrays.asList("A", "B", "C");
Iterator<String> iterator = list.iterator();// 通過迭代器遍歷（適用于所有 Collection）
while (iterator.hasNext()) {String item = iterator.next();System.out.println(item);// 可在遍歷中安全刪除元素：iterator.remove();
}

List<String> list = new ArrayList<>(Arrays.asList("A", "B", "C"));
Iterator<String> iterator = list.iterator();while (iterator.hasNext()) {String item = iterator.next();if ("B".equals(item)) {iterator.remove(); // 允許刪除當前元素// iterator.add("D"); // 編譯錯誤：Iterator 沒有 add() 方法}
}

列表迭代器：沒有限制，可以進行刪除查詢插入元素

List<String> list = Arrays.asList("A", "B", "C");
ListIterator<String> listIterator = list.listIterator();// 正向遍歷（從頭到尾）
while (listIterator.hasNext()) {String item = listIterator.next();System.out.println(item);
}// 反向遍歷（從尾到頭）
while (listIterator.hasPrevious()) {String item = listIterator.previous();System.out.println(item);
}

List<String> list = new ArrayList<>(Arrays.asList("A", "B", "C"));
ListIterator<String> listIterator = list.listIterator();// 正向遍歷
while (listIterator.hasNext()) {String item = listIterator.next();if ("B".equals(item)) {listIterator.remove();  // 刪除當前元素listIterator.add("D");  // 在當前位置插入新元素listIterator.set("E");  // 替換當前元素（需在 next() 或 previous() 后調用）}
}// 反向遍歷
while (listIterator.hasPrevious()) {String item = listIterator.previous();System.out.println(item);
}

forEach：因為它基于迭代器實現的，因此也不能在循環中插入元素

List<String> list = Arrays.asList("A", "B", "C");// 使用 Lambda 表達式遍歷
list.forEach(item -> System.out.println(item));// 或使用方法引用
list.forEach(System.out::println);

Stream：沒有限制

List<String> list = Arrays.asList("A", "B", "C");// 轉換為 Stream 并遍歷
list.stream().forEach(item -> System.out.println(item));// 并行流遍歷（多線程處理）
list.parallelStream().forEach(item -> System.out.println(item));

2.List

2.1.List的實現

實現List的集合有：ArrayList，LinkedList，Vector

ArrayList：基于動態的數組創建的，查詢效率高，增刪效率一般，線程不安全

LinkedList：基于雙向鏈表創建的，查詢效率一般，增刪效率高，線程不安全

Vector：基于動態數組創建的，與ArrayList類似，不過它是線程安全的

	數據結構	讀操作	寫操作	線程安全
ArrayList	數組	高	一般	不安全
LinkedList	雙向鏈表	一般	高	不安全
Vector	數組	高	一般	安全

2.2.可以一邊遍歷一邊修改List的方法

首先思考有幾個遍歷方法：六個

哪些是不能修改元素的：迭代器，forEach

最終得到的方法：for，增強for，列表迭代器，Stream流

2.3.List快速刪除元素的原理

原理是基于集合底層數據結構不同，分為兩類：ArrayList，LinkedList

ArrayList：基于數組對吧，原先數組是通過索引刪除數據，那么因此ArrayList也是如此，基于索引來刪除數據

具體實現：如果你是刪除尾部最后一個數據，直接刪除即可，時間復雜度為O(1)，如果不是，那么它會將索引元素刪除后，將后面的元素往前面覆蓋，然后計算出集合長度，時間復雜度為O(n)，n為元素的個數

LinkedList：基于雙向鏈表，簡單來說鏈表由節點組成，每個節點包含自己的數據與前一個節點的引用和后一個節點的引用，實現雙向并通

具體實現：如果你是刪除尾部最后一個數據，直接刪除即可，時間復雜度為O(1)，如果不是，那么就是從頭或尾進行查詢刪除，時間復雜度O(n)

2.4.ArrayList與LinkedList的區別

• 數據結構組成不同：Array List基于數組，LinkedList基于雙向鏈表
• 刪除和插入效率不同：ArrayList在尾部的效率高（平均O(1)），在其他的地方效率低，由于需要進行元素覆蓋，而LinkedList它基于鏈表引用，在尾部的效率（O(1）比ArrayList效率低（ArrayList基于數組，內存是連續的，而LinkedList基于鏈表，內存不連續），在其他地方刪除與插入與ArrayList效率差不多（O(n)）
• 隨機訪問速度：由于ArrayList基于數組根據索引查詢，時間復雜度O(1)，而LinkedList基于鏈表，它需要從頭或尾部訪問，因此時間復雜度為O(n)
• 適用場景不同：ArrayList更適合高頻的隨機訪問操作或尾部插入為主，LinkedList更適合高頻頭尾插入/刪除（隊列）或需要雙向遍歷
• 線程安全：都是線程不安全的

2.5.線程安全

實現線程（List）安全的方法有：

• 實現Collections.synchronizedList，將線程不安全的List集合加個鎖，變成安全的
• 直接使用線程安全的List集合：比如Vector，CopyOnWirteArrayList

2.6.ArrayList的擴容機制

首先如果你沒有指定長度，默認長度為10，當你要添加元素并且超過此時容量長度時，就會進行擴容操作

實現：

1.擴容：創建一個新的數組，新數組的長度為原數組的1.5倍數，然后再檢查容量是否足夠，不夠繼續擴容

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2.復制：將舊的數組里面的值復制進新的數組中，再進行寫操作

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3.更改引用：將原先指向舊數組的引用指向新數組

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4.擴容完成：可以繼續擴容

2.7.CopyOnWirteArrayList

它實現了讀寫分離，寫操作加了互斥鎖ReentrantLock，避免出現線程安全問題，而讀操作沒有加鎖，使用volatile關鍵字修飾數組，保證當前線程對數組對象重新賦值后，其他線程可以及時感知到（所有線程可見性）。線程讀取數據可以直接讀取，提高效率

寫操作：它不會向ArrayList一樣直接擴容1.5倍，它是根據你的添加元素個數多少來擴容，如果你只添加一個元素，那么它會創建一個新數組，長度比舊數組長度多一，然后依舊是依次復制元素進新數組中，改變內部引用指向（需要頻繁創建新的數組，以時間換空間）

讀操作：就是說它不會管你的數據是否修改，內部指向是舊數組，那么就讀取舊數組的數據，指向是新數組就讀取新數據，這樣效率會高（數據弱一致性）