Java集合框架，ArrayList, Vector, LinkedList

集合框架介绍

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说明：对于以上的框架图有如下几点说明

所有集合类都位于java.util包下。Java的集合类主要由两个接口派生而出：Collection和Map，Collection和Map是Java集合框架的根接口，这两个接口又包含了一些子接口或实现类。
集合接口：6个接口（短虚线表示），表示不同集合类型，是集合框架的基础。
抽象类：5个抽象类（长虚线表示），对集合接口的部分实现。可扩展为自定义集合类。
实现类：8个实现类（实线表示），对接口的具体实现。
Collection 接口是一组允许重复的对象。
Set 接口继承 Collection，集合元素不重复。
List 接口继承 Collection，允许重复，维护元素插入顺序。
Map接口是键－值对象，与Collection接口没有什么关系。
Set、List和Map可以看做集合的三大类：
List集合是有序集合，集合中的元素可以重复，访问集合中的元素可以根据元素的索引来访问。
Set集合是无序集合，集合中的元素不可以重复，访问集合中的元素只能根据元素本身来访问（也是集合里元素不允许重复的原因）。
Map集合中保存Key-value对形式的元素，访问时只能根据每项元素的key来访问其value。

List集合介绍：

List集合代表一个有序集合，集合中每个元素都有其对应的顺序索引。List集合允许使用重复元素，可以通过索引来访问指定位置的集合元素。

List接口继承于Collection接口，它可以定义一个允许重复的有序集合。因为List中的元素是有序的，所以我们可以通过使用索引（元素在List中的位置，类似于数组下标）来访问List中的元素，这类似于Java的数组。

List接口为Collection直接接口。List所代表的是有序的Collection，即它用某种特定的插入顺序来维护元素顺序。用户可以对列表中每个元素的插入位置进行精确地控制，同时可以根据元素的整数索引（在列表中的位置）访问元素，并搜索列表中的元素。实现List接口的集合主要有：ArrayList、LinkedList、Vector、Stack。

ArrayList底层实现原理

Arraylist底层基于数组实现
private Object[] elementData;

Arraylist底层默认数组初始化大小为10个object数组

public ExtArraylist() throws Exception {
     this(10);
}

public ExtArraylist( int initialCapacity) throws Exception {
     if (initialCapacity < 0) {
        throw new IllegalArgumentException("初始容量不能小于0 " + initialCapacity);
     }
     elementData = new Object[initialCapacity];
     }

添加元素后大于当前数组的长度，则进行扩容, 将数组的长度增加原来数组的一半。

// 增大数组空间
private void grow ( int minCapacity) {
     // overflow-conscious code
     int oldCapacity = elementData.length;
     int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1); // 在原来容量的基础上加上
     // oldCapacity/2
     if (newCapacity - minCapacity < 0)
     newCapacity = minCapacity; // 最少保证容量和minCapacity一样
     if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
     newCapacity = hugeCapacity(minCapacity); // 最多不能超过最大容量
     // minCapacity is usually close to size, so this is a win:
     elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);

    }

Vector底层实现原理

Vector是线程安全的，但是性能比ArrayList要低。

ArrayList，Vector主要区别为以下几点：

（1）：Vector是线程安全的，源码中有很多的synchronized可以看出，而ArrayList不是。导致Vector效率无法和ArrayList相比；

（2）：ArrayList和Vector都采用线性连续存储空间，当存储空间不足的时候，ArrayList默认增加为原来的50%，Vector默认增加为原来的一倍；

（3）：Vector可以设置capacityIncrement，而ArrayList不可以，从字面理解就是capacity容量，Increment增加，容量增长的参数。

private void grow ( int minCapacity) {
  // overflow-conscious code
  int oldCapacity = elementData.length;
  int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1); //扩充的空间增加原来的50%（即是原来的1.5倍）
  if (newCapacity - minCapacity < 0) //如果容器扩容之后还是不够，那么干脆直接将minCapacity设为容器的大小
  newCapacity = minCapacity;
  if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0) //如果扩充的容器太大了的话，那么就执行hugeCapacity
  newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
  // minCapacity is usually close to size, so this is a win:
  elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}

LinkeList原理

LinkedList 和 ArrayList 一样，都实现了 List 接口，但其内部的数据结构有本质的不同。LinkedList 是基于链表实现的（通过名字也能区分开来），所以它的插入和删除操作比 ArrayList 更加高效。但也是由于其为基于链表的，所以随机访问的效率要比 ArrayList 差。