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2. Java 中的 List 接口有哪些实现类？

news 2025/11/26 12:18:38

在Java中，List接口是一个有序的集合接口，允许包含重复元素，并且支持通过索引来访问元素。List接口有多个实现类，它们各自具有不同的特性和用例。以下是主要的List接口实现类：

概述: ArrayList是基于动态数组实现的List接口的实现类。它提供了随机访问元素的能力，查找元素的速度较快。
特点
- 支持快速随机访问，时间复杂度为O(1)。
- 插入和删除元素（特别是在末尾）通常较快，但在数组中间插入或删除元素可能需要移动大量数据，时间复杂度为O(n)。
- 默认初始容量为10，当数组满时，容量会自动增加为原来的1.5倍左右。
用例: 适用于需要频繁读取数据、较少进行中间插入和删除的场景。

示例

List<String> arrayList = new ArrayList<>();

概述: LinkedList是基于双向链表实现的List接口的实现类。它支持快速的插入和删除操作。
特点
- 插入和删除元素较快，尤其是首尾位置的插入和删除，时间复杂度为O(1)。
- 随机访问元素的时间复杂度为O(n)，因为需要从头部或尾部遍历链表来找到元素。
- 也实现了Deque接口，因此可以作为双端队列使用。
用例: 适用于需要频繁插入和删除元素的场景，而不需要频繁随机访问的情况。

示例

List<String> linkedList = new LinkedList<>();

概述: Vector也是基于动态数组实现的List接口的实现类，但它是线程安全的。
特点
- 所有操作都是同步的，因此线程安全，但这也使得它的性能相较于ArrayList稍慢。
- 默认初始容量为10，当数组满时，容量会自动增加为原来的2倍。
- 由于线程安全的设计，Vector在现代开发中不常用，通常推荐使用ArrayList或者Collections.synchronizedList()来代替。
用例: 在需要线程安全且没有其他同步机制时可以使用Vector。
示例
```
List<String> vector = new Vector<>();
```

概述: Stack是Vector的子类，代表了一个后进先出（LIFO）的栈结构。
特点
- Stack提供了标准的栈操作方法如push()、pop()、peek()等。
- 继承了Vector的线程安全性，但通常推荐使用Deque接口的实现类如ArrayDeque作为栈来代替Stack类。
用例: 在需要LIFO栈操作时可以使用Stack，但推荐使用ArrayDeque或LinkedList来替代它。
示例
```
Stack<String> stack = new Stack<>();
```

概述: CopyOnWriteArrayList是List接口的线程安全实现，基于“写时复制”机制。
特点
- 在每次修改操作（如add、set等）时，都会创建一个数组的副本，因此读操作是无锁的，并且是非常快的。
- 适合于读操作多于写操作的场景。
- 由于每次修改都会复制数组，所以在频繁修改时开销较大。
用例: 适用于多线程环境中，读操作频繁且写操作较少的场景。

示例

List<String> cowList = new CopyOnWriteArrayList<>();

这些实现类在不同的场景下具有不同的优势和劣势，选择合适的List实现类对于编写高效的代码非常重要。