文章目录

• Iterator 和 ListIterator 有什么区别？
• 遍历一个 List 有哪些不同的方式？每种方法的实现原理是什么？Java中List 遍历的最佳实践是什么？
• 说一下 ArrayList 的优缺点
• 如何实现数组和 List 之间的转换？
• ArrayList 和 LinkedList 的区别是什么？
• ArrayList 和 Vector 的区别是什么？
• 插入数据时，ArrayList、LinkedList、Vector谁速度较快？阐述 ArrayList、Vector、LinkedList 的存储性能和特性？
• 多线程场景下如何使用 ArrayList？
• 为什么 ArrayList 的 elementData 加上 transient 修饰？
• List 和 Set 的区别
• Set篇

Iterator 和 ListIterator 有什么区别？

• Iterator 可以遍历 Set 和 List 集合，而 ListIterator 只能遍历 List。
• Iterator 只能单向遍历，而 ListIterator 可以双向遍历（向前/后遍历）。
• ListIterator 实现 Iterator 接口，然后添加了一些额外的功能，比如添加一个元 素、替换一个元素、获取前面或后面元素的索引位置。

遍历一个 List 有哪些不同的方式？每种方法的实现原理是什么？Java中List 遍历的最佳实践是什么？

遍历方式有以下几种：

1. for 循环遍历，基于计数器。在集合外部维护一个计数器，然后依次读 取每一个位置的元素，当读取到最后一个元素后停止。
2. 迭代器遍历，Iterator。Iterator 是面向对象的一个设计模式，目的是屏 蔽不同数据集合的特点，
   统一遍历集合的接口。Java 在 Collections 中支 持了 Iterator 模式。
3. foreach 循环遍历。foreach 内部也是采用了 Iterator 的方式实现，使 用时不需要显式声明
   Iterator 或计数器。优点是代码简洁，不易出错；缺 点是只能做简单的遍历，不能在遍历过程中操作数据集合，例如删除、替换。

最佳实践：Java Collections 框架中提供了一个 RandomAccess 接口，用来标 记 List 实现是否支持
Random Access。如果一个数据集合实现了该接口，就意味着它支持 Random Access，按位置读 取元素的平均时间复杂度为 O(1)，如ArrayList。如果没有实现该接口，表示不支持 Random Access，如LinkedList。 推荐的做法就是，支持Random Access 的列表可用 for 循环遍历，否则建议 用 Iterator 或 foreach 遍历。
例如ArrayList推荐使用for循环遍历，LinkedList推荐使用Iterator或者foreach遍历。

说一下 ArrayList 的优缺点

ArrayList的优点如下：

• ArrayList 底层以数组实现，是一种随机访问模式。ArrayList 实现了 RandomAccess 接口，因此查
  找的时候非常快。
• ArrayList 在顺序添加一个元素的时候非常方便。

ArrayList 的缺点如下：

• 删除元素的时候，需要做一次元素复制操作。如果要复制的元素很多，那么就会比较耗费性能。
• 插入元素的时候，也需要做一次元素复制操作，缺点同上。
  ArrayList 比较适合顺序添加、随机访问的场景。

如何实现数组和 List 之间的转换？

数组转 List：使用 Arrays. asList(array) 进行转换。
List 转数组：使用 List 自带的 toArray() 方法。代码示例：

1 // list to array
2 List list = new ArrayList();
3 list.add("123");
4 list.add("456");
5 list.toArray();
6
7 // array to list
8 String[] array = new String[]{"123","456"};
9 Arrays.asList(array);

ArrayList 和 LinkedList 的区别是什么？

• 数据结构实现：ArrayList 是动态数组的数据结构实现，而 LinkedList 是双向链表的数据结构实
  现。
• 随机访问效率：ArrayList 比 LinkedList 在随机访问的时候效率要高，因为 LinkedList 是线性的数
  据存储方式，所以需要移动指针从前往后依次查找。
• 增加和删除效率：在非首尾的增加和删除操作，LinkedList 要比 ArrayList 效率要高，因为
  ArrayList 增删操作要影响数组内的其他数据的下标。所以如果数据插入的位置是中间那么尽可能选择LinkedList，否则ArrayList是最优解。
• 内存空间占用：LinkedList 比 ArrayList 更占内存，因为 LinkedList 的节点除了存储数据，还存储
  了两个引用，一个指向前一个元素，一个指向后一个元素。
• 线程安全：ArrayList 和 LinkedList 都是不同步的，也就是不保证线程安全；

综合来说，在需要频繁读取集合中的元素时，更推荐使用 ArrayList，而在插入和删除操作较多时，更推荐使用 LinkedList。
补充：数据结构基础之双向链表
双向链表也叫双链表，是链表的一种，它的每个数据结点中都有两个指针，分别指向直接后继和直接前驱。所以，从双向链表中的任意一个结点开始，都可以很方便地访问它的前驱结点和后继结点。

ArrayList 和 Vector 的区别是什么？

这两个类都实现了 List 接口（List 接口继承了 Collection 接口），他们都是有序集合。

• 线程安全：
  Vector 使用了 Synchronized 来实现线程同步，是线程安全的，而ArrayList 是非线程安全的。
• 性能：ArrayList 在性能方面要优于 Vector。
• 扩容：ArrayList 和 Vector 都会根据实际的需要动态的调整容量，只不过在Vector 扩容每次会增加 1 倍，而 ArrayList 只会增加 50%。
• Vector类的所有方法都是同步的。可以由两个线程安全地访问一个Vector对象、但是一个线程访问Vector的话代码要在同步操作上耗费大量的时间。
  Arraylist不是同步的，所以在不需要保证线程安全时时建议使用Arraylist。

插入数据时，ArrayList、LinkedList、Vector谁速度较快？阐述 ArrayList、Vector、LinkedList 的存储性能和特性？

• 速度：
  ArrayList、Vector 底层的实现都是使用数组方式存储数据。数组元素数大于实际存储的数据以便增加和插入元素，它们都允许直接按序号索引元素，但是插入元素要涉及数组元素移动等内存操作，所以索引数据快而插入数据慢。
  而LinkedList 使用双向链表实现存储，按序号索引数据需要进行前向或后向遍历，但插入数据时只需要记录当前项的前后项即可，所以 LinkedList插入速度较快。

• 特性：
  Vector 中的方法由于加了 synchronized 修饰，因此 Vector是线程安全容器，但性能上较ArrayList差。
  ArrayList 采用的是数组形式来保存对象的，这种方式将对象放在连续的位置中，所以最大的缺点就是插入删除时非常消耗性能。
  LinkedList 采用的将对象存放在独立的空间中，而且在每个空间中还保存下一个链接的索引，但是缺点就是查找非常麻烦，要丛第一个索引开始。
  ArrayList和Vector都是用数组方式存储数据，此数组元素数要大于实际的存储空间，以便进行元素增加和插入操作，他们都允许直接用序号索引元素，但是插入数据元素涉及到元素移动等内存操作,所以查询数据快而插入数据慢。
  LinkedList使用双向链表方式存储数据,按序号索引数据需要前向或后向遍历数据，所以查询数据慢,是插入数据时只需要记录前后项即可,所以插入的速度快。

多线程场景下如何使用 ArrayList？

ArrayList 不是线程安全的，如果遇到多线程场景，可以通过 Collections 的synchronizedList 方法将其转换成线程安全的容器后再使用。例如像下面这样：

1 List synchronizedList = Collections.synchronizedList(list);
2 synchronizedList.add("aaa");
3 synchronizedList.add("bbb");
4
5 for (int i = 0; i < synchronizedList.size(); i++) {
6 	System.out.println(synchronizedList.get(i));
7 }

为什么 ArrayList 的 elementData 加上 transient 修饰？

ArrayList 中的数组定义如下：

private transient Object[] elementData;

再看一下 ArrayList 的定义：

public class ArrayList extends AbstractList
implements List, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable

可以看到 ArrayList 实现了 Serializable 接口，这意味着 ArrayList 支持序列化。
transient 的作用是说不希望 elementData 数组被序列化，重写了 writeObject 实现：

1 private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s) throws java.io.IOE
xception{
2 *// Write out element count, and any hidden stuff*
3 int expectedModCount = modCount;
4 s.defaultWriteObject();
5 *// Write out array length*
6 s.writeInt(elementData.length);
7 *// Write out all elements in the proper order.*
8 for (int i=0; i
11 throw new ConcurrentModificationException();
12 }

每次序列化时，先调用 defaultWriteObject() 方法序列化 ArrayList 中的非transient 元素，然后再遍历
elementData。只序列化已存入的元素，这样既加快了序列化的速度，又减小了序列化之后的文件大
小。

List 和 Set 的区别

List , Set 都是继承自Collection 接口
List 特点：一个有序（元素存入集合的顺序和取出的顺序一致）容器，元素可以重复，可以插入多个null元素，元素都有索引。常用的实现类有 ArrayList、LinkedList 和 Vector。
Set 特点：一个无序（存入和取出顺序有可能不一致）容器，不可以存储重复元素，只允许存入一个null元素，必须保证元素唯一性。Set 接口常用实现类是HashSet、LinkedHashSet 以及 TreeSet。

另外 List 支持for循环，也就是通过下标来遍历，也可以用迭代器，但是set只能用迭代，因为他无序，
无法用下标来取得想要的值。

Set和List对比
Set：检索元素效率低下，删除和插入效率高，插入和删除不会引起元素位置改变。
List：和数组类似，List可以动态增长，查找元素效率高，插入删除元素效率低，因为会引起其他元素位置改变。

Set篇

Set篇