ArrayList，LinkedList，Vector，Stack之间的区别

一，线程安全性
Vector、Stack：线程安全
ArrayList、LinkedList：非线程安全
 
二，实现方式
LinkedList：双向链表
ArrayList，Vector，Stack：数组
 
三，容量扩展方面
由于ArrayList和Vector（Stack继承自Vector，只在Vector的基础上添加了几个Stack相关的方法，故之后不再对Stack做特别的说明）使用数组实现，当数组长度不够时，其内部会创建一个更大的数组，然后将原数组中的数据拷贝至新数组中

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//ArrayList  

public boolean add(E e) {  

    ensureCapacity(size + 1);  

    elementData[size++] = e;  

    return true;  

}  

  

public void ensureCapacity(int minCapacity) {  

    modCount++;  

    int oldCapacity = elementData.length;  

    if (minCapacity > oldCapacity) {  

        Object oldData[] = elementData;  

        int newCapacity = (oldCapacity * 3)/2 + 1;  

        //如果这次扩展不能满足要求，那就直接用minCapacity  

        if (newCapacity < minCapacity)  

            newCapacity = minCapacity;  

        // minCapacity is usually close to size, so this is a win:  

        elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);  

    }  

}  

如需扩展，则每次至少扩展至(原长度*3)/2 + 1

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//Vector  

public synchronized void addElement(E obj) {  

    modCount++;  

    ensureCapacityHelper(elementCount + 1);  

    elementData[elementCount++] = obj;  

}  

  

private void ensureCapacityHelper(int minCapacity) {  

    int oldCapacity = elementData.length;  

    if (minCapacity > oldCapacity) {  

        Object[] oldData = elementData;  

        int newCapacity = (capacityIncrement > 0) ?  

            (oldCapacity + capacityIncrement) : (oldCapacity * 2);  

        //如果这次扩展不能满足要求，那就直接用minCapacity  

        if (newCapacity < minCapacity) {  

            newCapacity = minCapacity;  

        }  

        elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);  

    }  

}  

如果在创建Vector时不指定capacityIncrement（自动扩展长度）的值，如需扩展，则每次至少扩展至原长度的2倍
 
四，效率方面
这里仅仅比较ArrayList和LinkedList之间的效率差异
1，查询
ArrayList直接通过下标进行定位

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//ArrayList  

public E get(int index) {  

    RangeCheck(index);//检查下标是否超过数组长度  

    return (E) elementData[index];  

}  

LinkedList则需要进行遍历，平均遍历次数应为n/4

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//LinkedList  

public E get(int index) {  

    return entry(index).element;  

}  

      

private Entry<E> entry(int index) {  

    if (index < 0 || index >= size)  

        throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index+  

                ", Size: "+size);  

    Entry<E> e = header;  

    //size >>1 相当于size/2  

    //由于LinkedList由双向链表实现，故从离得较近的一端开始遍历更快  

    if (index < (size >> 1)) {  

        for (int i = 0; i <= index; i++)  

            e = e.next;  

    } else {  

        for (int i = size; i > index; i--)  

            e = e.previous;  

    }  

    return e;  

}  

对于指定位置查询，由于可以通过下标直接进行定位，ArrayList的速度远快于LinkedList
但是如果都为首尾位置的查询，情况会大为不同，因为LinkedList也是可以直接定位到首尾位置的

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//LinkedList  

public E getFirst() {  

    if (size==0)  

        throw new NoSuchElementException();  

    return header.next.element;  

}  

  

public E getLast()  {  

    if (size==0)  

        throw new NoSuchElementException();  

    return header.previous.element;  

}  

此时ArrayList和LinkedList的效率相同
2，插入
对于ArrayList，指定位置插入有可能首先需要对数组容量进行扩展，之后还有可能导致数组中的数据需要顺次移动（代码中通过数组拷贝实现，避免了数据一个一个的移动），极端情况下插入一个数据将进行两次数组拷贝

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//ArrayList  

public void add(int index, E element) {  

    if (index > size || index < 0)  

        throw new IndexOutOfBoundsException(  

                "Index: "+index+", Size: "+size);  

    ensureCapacity(size+1);  //如必要，将对数组容量进行扩展  

    System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,  

            size - index);  

    elementData[index] = element;  

    size++;  

}  

如果不指定插入位置，则插入至数组末端，此时只需考虑可能的数组容量扩展对性能带来的影响

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//ArrayList  

public boolean add(E e) {  

    ensureCapacity(size + 1);   

    elementData[size++] = e;  

    return true;  

}  

由于LinkedList是由链表实现的，并没有指定位置插入的方法，即便如此，一切也显得如此美好

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//LinkedList  

public boolean add(E e) {  

    addBefore(e, header);  

        return true;  

}  

      

private Entry<E> addBefore(E e, Entry<E> entry) {  

    Entry<E> newEntry = new Entry<E>(e, entry, entry.previous);  

    newEntry.previous.next = newEntry;  

    newEntry.next.previous = newEntry;  

    size++;  

    modCount++;  

    return newEntry;  

}  

当然了，LinkedList可以直接将数据插入至首尾

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//LinkedList  

public void addFirst(E e) {  

    addBefore(e, header.next);  

}  

  

public void addLast(E e) {  

    addBefore(e, header);  

}  

总体来说，LinkedList效率高于ArrayList，即使在末尾插入，ArrayList也需要考虑可能的容量扩展对性能带来的影响
3，修改
和查询属于同一种情况
4，删除
指定位置的删除和插入属于同一种情况
除了删除指定位置数据，ArrayList和LinkedList都包含一个clear()方法用来清除所有数据

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//ArrayList  

public void clear() {  

    modCount++;  

  

    // Let gc do its work  

    for (int i = 0; i < size; i++)  

        elementData[i] = null;  

    size = 0;  

}  

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//LinkedList  

public void clear() {  

    Entry<E> e = header.next;  

    while (e != header) {  

        Entry<E> next = e.next;  

        e.next = e.previous = null;  

        e.element = null;  

        e = next;  

    }  

    header.next = header.previous = header;  

    size = 0;  

    modCount++;  

}  

由于都需要进行遍历，故效率相同