深入理解JAVA集合------List体系
List体系如下：
类与接口说明：
1、Collection：高度抽象出来的集合、定义某一类集合所具有的基本的方法、标准。
2、Iterable：标识性接口、要求子类提供获取Iterator方法、并且要实现Iterator具有的几个方法。
3、Iterator：迭代器、用于迭代Collection中元素、要求子类必须实现获取Iterator的方法。
4、List：以队列的形式存储、操作元素、定义了这种形式的集合所具有的基本方法、以及方法的定义。要求List实现类集合中每个元素都有索引、索引值从0开始。
5、AbstractCollection：Collection的实现类、要求需要实现Collection接口的类都必须从它继承、目的是用于简化编程。
6、AbstractList：继承AbstractCollection、实现List接口中定义方法、目的也是简化编程、并且其内部提供了获取Iterator、ListIterator的方法。
7、AbstractSequencedList：继承AbstractList、使得List支持有序队列、比如链表形式存储操作元素。
8、ArrayList：继承AbstractList、以动态数组的形式存储、操作元素。
9、LinkedList：继承AbstractSequencedList、实现Deque、List接口、以双向链表的形式存储、操作元素。
10、Vector：继承AbstractList、以动态数组的形式存储、操作元素、线程安全。
ArrayList 与 LinkedList对比：
相同点：
1）都直接或者间接继承了AbstractList，所以都支持以索引的方式操作元素；
2）都不需要担心容量问题，ArrayList是通过动态数组的形式来保存数据的，当容量不足会自动扩容。（注：ArrayList初始化容量为10，扩容代码如下：）
/** * Increases the capacity to ensure that it can hold at least the * number of elements specified by the minimum capacity argument. * * @param minCapacity the desired minimum capacity */ private void grow(int minCapacity) { // overflow-conscious code int oldCapacity = elementData.length; int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1); if (newCapacity - minCapacity < 0) newCapacity = minCapacity; if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0) newCapacity = hugeCapacity(minCapacity); // minCapacity is usually close to size, so this is a win: elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity); }
3）都是线程不安全的、一般用于单线程的环境下、要想在并发的环境下使用可以使用Collections工具类包装。
不同点：
1）ArrayList是通过动态数据保存数据的，LinkedList是通过双向链表保存数据的；
2）相对与ArrayList而言，LinkedList继承了AbstractSequentialList，而AbstractSequentialList继承了AbstractList，所以使得LinkedList不仅保留了以索引操作元素的功能，同时实现了双向链表所具有的功能；
3）对集合中元素进行不同的操作效率不同、LinkedList善于删除、添加元素、ArrayList善于查找元素。本质就是不同数据结构之间差异。
ArrayList 与 Vector的对比：
相同点：
1）都是继承AbstractList、拥有相同的方法的定义；
2）内部都是以动态数组来存储、操作元素的、并且都可以自动扩容。
不同点：
1）线程安全：ArrayList是线程不安全的、适用于单线程的环境下、Vector是线程安全的、使用与多线程的环境下；
2）构造方法：Vector有四个构造方法、比ArrayList多一个可以指定每次扩容多少的构造方法；
3）扩容问题：每当动态数组元素达到上线时、ArrayList扩容为1.5倍，Vector为2倍；Vector扩容代码如下：
private void grow(int minCapacity) { // overflow-conscious code int oldCapacity = elementData.length; int newCapacity = oldCapacity + ((capacityIncrement > 0) ? capacityIncrement : oldCapacity); if (newCapacity - minCapacity < 0) newCapacity = minCapacity; if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0) newCapacity = hugeCapacity(minCapacity); elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity); }
4）效率问题：因为Vector要同步方法、这个是要消耗资源的、所以效率会比较低下；
数组、ArrayList、LinkedList、Vector操作元素对比：
| 实现机制 | 查询 | 写 | 迭代操作 | |
| 数组 | 连续内存区域保存元素数据 | 1 | 不支持 | 不支持 |
| ArrayList | 以数组保存数据 | 2 | 2 | 2 |
| LinkedList | 以链表保存数据 | 4 | 1 | 1 |
| Vector | 以数组保存数据 | 3 | 3 | 3 |
数组牺牲长度变化，直接在内存在开辟固定空间保存数据，所以查询速率最快，但是因为size大小固定，所以不支持写操作。
a)ArrayList查询的速率比LinkedList的快，两者都是通过索引去查找元素，ArrayList是直接通过index定位到元素位置，而LinkedList是通过二分法确定元素位置范围，再逐个查找，直到找到该元素为止。相比ArrayList 来说LinkedList更耗时，更耗费资源。两者查询元素源码如下：
/** *ArrayList通过索引查询元素 **/ public E get(int index) { rangeCheck(index); return elementData(index); } E elementData(int index) { return (E) elementData[index]; } /** *LinkedList通过索引查询元素 **/ public E get(int index) { checkElementIndex(index); return node(index).item; } Node<E> node(int index) { // assert isElementIndex(index); if (index < (size >> 1)) { Node<E> x = first; for (int i = 0; i < index; i++) x = x.next; return x; } else { Node<E> x = last; for (int i = size - 1; i > index; i--) x = x.prev; return x; } }
但是ArrayList的写操作效率明显低于LinkedList，原因如下：
对于指定index处的插入、删除、ArrayList和LinkedList都是先通过索引查找到指定位置、然后进行下一步的插入删除操作、上面我们知道LinkedList是先通过二分法查找index范围再确定index具体位置、但是ArrayList是直接定位到index处、为什么LinkedList反而快？依然通过源码找原因。
对比上面代码可以看出来ArrayList每当插入一个元素时、都会调用System.arraycopy()将指定位置后面的所有元素后移一位、重新构造一个数组、这是比较消耗资源的、而LinkedList是直接改变index前后元素的上一个节点和下一个节点的引用、而不需要动其他的东西、所以效率很高。
ArrayList、Vector都是继承与AbstractList、并且在类结构上没有多少差异、但是因为Vector要同步方法、所以在性能上不如ArrayList、从源码也可以看出Vector许多方法都是使用关键字synchronized修饰的。
