Java容器中的List、Set、Map是核心數據結構，各自適用于不同的場景
一、List（有序、可重復）
List接口代表有序集合，允許元素重復和通過索引訪問，主要實現類包括：
ArrayList
底層結構：動態數組實現。
特點：支持快速隨機訪問（時間復雜度O(1)），但插入/刪除元素時需要移動數組，效率較低（時間復雜度O(n)）。
適用場景：讀多寫少，需頻繁按索引查詢的場景，如數據緩存。
LinkedList
底層結構：雙向鏈表實現。
特點：插入/刪除效率高（時間復雜度O(1)），但隨機訪問效率低（需遍歷鏈表，時間復雜度O(n)）。
擴展功能：可用作棧（push/pop）或隊列（offer/poll）。
Vector & Stack
線程安全：通過synchronized實現同步，但性能較低，已被CopyOnWriteArrayList取代。
Stack：基于數組的棧結構，但官方推薦用Deque接口替代。
CopyOnWriteArrayList
并發安全：寫操作時復制新數組，讀操作無鎖，適合讀多寫少的高并發場景。
缺點：內存占用高，數據可能延遲更新。
二、Set（無序、不可重復）
Set接口要求元素唯一性，主要實現類包括：
HashSet
底層結構：基于HashMap實現，哈希表存儲元素。
特點：插入/查詢效率高（時間復雜度O(1)），元素無序。
LinkedHashSet
擴展特性：維護插入順序的雙向鏈表，適合需要保持順序的集合。
TreeSet
底層結構：基于紅黑樹實現，元素按自然順序或自定義比較器排序。
特點：插入/查詢效率較低（時間復雜度O(log n)），但支持范圍查詢。
CopyOnWriteArraySet
并發安全：基于CopyOnWriteArrayList，通過addIfAbsent保證元素唯一性。
三、Map（鍵值對存儲）
Map接口存儲鍵值對（Key-Value），鍵唯一，主要實現類包括：
HashMap
底層結構：數組+鏈表/紅黑樹（JDK8優化沖突處理）。
特點：非線程安全，允許null鍵/值，查詢效率高（平均O(1)）。
LinkedHashMap
擴展特性：維護插入順序或LRU（最近最少使用）順序。
TreeMap
底層結構：紅黑樹實現，鍵按自然順序或自定義排序。
適用場景：需有序遍歷鍵的場景，如排序字典。
ConcurrentHashMap
并發優化：JDK8后采用CAS和分段鎖，替代Hashtable。
特點：高并發下性能優于同步容器，適合多線程環境。
HashTable
遺留類：全表鎖導致性能低，不推薦使用
四、場景應用
| 容器 | 有序性 | 重復性 | 線程安全 | 典型應用場景 |
|---|---|---|---|---|
| ArrayList | 是（插入順序） | 允許 | 否（需并發容器） | 高頻隨機訪問的靜態數據 |
| LinkedList | 是（插入順序） | 允許 | 否 | 頻繁插入/刪除的隊列或棧 |
| HashSet | 否 | 禁止 | 否（需并發容器） | 快速去重的無序集合 |
| TreeSet | 是（自然排序） | 禁止 | 否 | 需要排序或范圍查詢的集合 |
| HashMap | 否 | 鍵唯一 | 否（需ConcurrentHashMap） | 高頻鍵值查詢的非同步場景 |
| ConcurrentHashMap | 否 | 鍵唯一 | 是（分段鎖/CAS） | 高并發鍵值存儲 |
五、設計模式與底層原理
迭代器模式：所有容器均實現Iterable接口，通過Iterator遍歷元素，支持forEach循環。
適配器模式：如Arrays.asList()將數組適配為List。
寫時復制：CopyOnWriteArrayList通過復制新數組實現并發安全，減少鎖競爭。
實際使用根據業務場景決定。
