Java 集合看这一篇就够了

就是单身狗放 Collection 里面，couple 就放 Map 里。（所以你属于哪里？

学习这些集合框架，我认为有 4 个目标：

明确每个接口和类的对应关系；

对每个接口和类，熟悉常用的 API；

对不同的场景，能够选择合适的数据结构并分析优缺点；

学习源码的设计，面试要会答啊。

[](()Collection

先来看最上层的 Collection.

Collection 里还定义了很多方法，这些方法也都会继承到各个子接口和实现类里，而这些 API 的使用也是日常工作和面试常见常考的，所以我们先来看下这些方法。

操作集合，无非就是「增删改查」四大类，也叫 CRUD:

Create, Read, Update, and Delete.

那我也把这些 API 分为这四大类：

下面具体来看：

增：

boolean add(E e);

add() 方法传入的数据类型必须是 Object，所以当写入基本数据类型的时候，会做自动装箱 auto-boxing 和自动拆箱 unboxing。

还有另外一个方法 addAll()，可以把另一个集合里的元素加到此集合中。

boolean addAll(Collection<? extends E> c);

删：

boolean remove(Object o);

remove()是删除的指定元素。

那和 addAll() 对应的，

自然就有 removeAll()，就是把集合 B 中的所有元素都删掉。

boolean removeAll(Collection<?> c);

改：

Collection Interface 里并没有直接改元素的操作，反正删和增就可以完成改了嘛！

查：

查下集合中有没有某个特定的元素：

boolean contains(Object o);

查集合 A 是否包含了集合 B：

boolean containsAll(Collection<?> c);

还有一些对集合整体的操作：

判断集合是否为空：

boolean isEmpty();

集合的大小：

int size();

把集合转成数组：

Object[] toArray();

以上就是 Collection 中常用的 API 了。

在接口里都定义好了，子类不要也得要。

当然子类也会做一些自己的实现，这样就有了不同的数据结构。

那我们一个个来看。

[](()List

List 最大的特点就是：有序，可重复。

看官网说的：

An ordered collection (also known as a sequence).

Unlike sets, lists typically allow duplicate elements.

这一下把 Set 的特点也说出来了，和 List 完全相反，Set 是 无序，不重复的。

List 的实现方式有 LinkedList 和 ArrayList 两种，那面试时最常问的就是这两个数据结构如何选择。

对于这类选择问题：

一是考虑数据结构是否能完成需要的功能；

如果都能完成，二是考虑哪种更高效。

（万事都是如此啊。）

那具体来看这两个 classes 的 API 和它们的时间复杂度：

稍微解释几个：

add(E e) 是在尾巴上加元素，虽然 ArrayList 可能会有扩容的情况出现，但是均摊复杂度（amortized time complexity）还是 O(1) 的。

add(int index, E e)是在特定的位置上加元素，LinkedList 需要先找到这个位置，再加上这个元素，虽然单纯的「加」这个动作是 O(1) 的，但是要找到这个位置还是 O(n) 的。（这个有的人就认为是 O(1)，和面试官解释清楚就行了，拒绝扛精。

remove(int index)是 remove 这个 index 上的元素，所以

• ArrayList 找到这个元素的过程是 O(1)，但是 remove 之后，后续元素都要往前移动一位，所以均摊复杂度是 O(n)；

• LinkedList 也是要先找到这个 index，这个过程是 O(n) 的，所以整体也是 O(n)。

remove(E e)是 remove 见到的第一个这个元素，那么

• ArrayList 要先找到这个元素，这个过程是 O(n)，然后移除后还要往前移一位，这个更是 O(n)，总的还是 O(n)；

• LinkedList 也是要先找，这个过程是 O(n)，然后移走，这个过程是 O(1)，总的是 O(n).

那造成时间复杂度的区别的原因是什么呢？

答：

• 因为 ArrayList 是用数组来实现的。

• 而数组和链表的最大区别就是数组是可以随机访问的（random access）

这个特点造成了在数组里可以通过下标用 O(1) 的时间拿到任何位置的数 《一线大厂 Java 面试题解析+后端开发学习笔记+最新架构讲解视频+实战项目源码讲义》无偿开源 威信搜索公众号【编程进阶路】 ，而链表则做不到，只能从头开始逐个遍历。

也就是说在「改查」这两个功能上，因为数组能够随机访问，所以 ArrayList 的效率高。

那「增删」呢？

如果不考虑找到这个元素的时间，

数组因为物理上的连续性，当要增删元素时，在尾部还好，但是其他地方就会导致后续元素都要移动，所以效率较低；而链表则可以轻松的断开和下一个元素的连接，直接插入新元素或者移除旧元素。

但是呢，实际上你不能不考虑找到元素的时间啊。。。而且如果是在尾部操作，数据量大时 ArrayList 会更快的。

所以说：

1.改查选择 ArrayList；

2.增删在尾部的选择 ArrayList；

3.其他情况下，如果时间复杂度一样，推荐选择 ArrayList，因为 overhead 更小，或者说内存使用更有效率。

[](()Vector

那作为 List 的最后一个知识点，我们来聊一下 Vector。这也是一个年龄暴露帖，用过的都是大佬。

那 Vector 和 ArrayList 一样，也是继承自 java.util.AbstractList，底层也是用数组来实现的。

但是现在已经被弃用了，因为…它加了太多的 synchronized！

任何好处都是有代价的，线程安全的成本就是效率低，在某些系统里很容易成为瓶颈，所以现在大家不再在数据结构的层面加 synchronized，而是把这个任务转移给我们程序员==

那么面试常问题：Vector 和 ArrayList 的区别是什么，只答出来这个还还不太全面。

来看 stack overflow 上的高票回答：