Java集合马戏团：List、Set、Map大狂欢

Java集合马戏团：List、Set、Map大狂欢

List系列：有序的队列大师

1. ArrayList - 数组型"快枪手"

List<String> list = new ArrayList<>(); // 默认容量10
// 悄悄增长的秘密
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1); // 1.5倍

特点：

• 背后是动态数组 ️
• 按序号访问速度堪比闪电 ⚡（O(1)）

适用场景：

• 频繁按索引访问
• 需要遍历的只读数据
• 95%的日常List需求

2. LinkedList - 链表型"杂技演员"

   List<String> list = new LinkedList<>(); // 不需要扩容

特点：

• 头尾插入/删除特技 （O(1)）
• 随机访问像蜗牛 （O(n)）

幽默时刻：

• ArrayList：“我能快速找到第100个元素！”
• LinkedList：“我能倒立插入元素，你能吗？”

ArrayList vs LinkedList 插入对比：

// 头部插入10000次
ArrayList: 152ms
LinkedList: 3ms
// LinkedList胜出！

// 随机访问第5000个元素
ArrayList: 0.01ms  
LinkedList: 12ms
// ArrayList碾压！

3. Vector - 古老的"钢铁侠"

List<String> list = new Vector<>(); // 默认扩容2倍

特点：

• 线程安全但性能堪忧 ️
• 基本被ArrayList+Collections.synchronizedList取代

怀旧场景：

• 维护祖传代码时
• 需要给实习生讲历史课时

Set系列：不重复的魔法袋

1. HashSet - 闪电查找师

Set<String> set = new HashSet<>(); // 底层是HashMap

魔法原理：

• 用hashCode()快速定位
• 实际存放于HashMap的key中

碰撞实验：

public class HashSetTest {
    public static void main(String[] args) {
        String s1 = "通话";
        String s2 = "重地";
        System.out.println(s1.hashCode() == s2.hashCode()); // true!
    }
}

不同的字符串可能有相同的hashCode，就像不同的人可能身份证尾号相同~

2. LinkedHashSet - 有记忆的魔法师

Set<String> set = new LinkedHashSet<>(); // 记住插入顺序

特点：

• 既去重又保序
• 比HashSet稍慢但更可控

适用场景：

• 需要去重又要保持顺序
• 实现LRU缓存的好帮手

️ Map系列：钥匙保管员

1. HashMap - 散列魔术师

Map<String, Integer> map = new HashMap<>(); // 默认加载因子0.75

核心原理：

• 计算key的hashCode
• 通过(n-1) & hash确定桶位置
• 链表长度>8转红黑树

幽默时刻：

• 面试官：“HashMap线程安全吗？”
• 你：“不安全，但ConcurrentHashMap可以救场！”

2. LinkedHashMap - 带记事本的保管员

Map<String, Integer> map = new LinkedHashMap<>(16, 0.75f, true);
// accessOrder=true实现LRU

特点：

• 继承HashMap的所有能力
• 额外维护插入/访问顺序

实战场景：

// 实现简易LRU缓存
Map<String, Object> cache = new LinkedHashMap<>(100, 0.75f, true) {
    private boolean removeEldestEntry(Map.Entry eldest) {
        return size() > 100;
    }
};

3. ConcurrentHashMap - 多线程安全卫士

   Map<String, Integer> map = new ConcurrentHashMap<>();

并发秘籍：

• JDK7：分段锁
• JDK8+：CAS+synchronized优化

性能对比：

Hashtable：全局锁 → 慢如蜗牛
ConcurrentHashMap：细粒度锁 → 快如闪电

终极选择指南

需求	推荐选择	原因
快速随机访问	ArrayList	数组结构速度飞起
频繁增删	LinkedList	链表操作O(1)
去重存储	HashSet	哈希查找O(1)
去重且保序	LinkedHashSet	双向链表记录顺序
一般键值存储	HashMap	综合性能最佳
需要访问顺序	LinkedHashMap	维护插入/访问顺序
高并发环境	ConcurrentHashMap	分段锁降低竞争

总结

• 默认选择：无脑用ArrayList + HashMap组合能满足80%需求
• 线程安全：用Collections.synchronizedList包装，或直接上ConcurrentHashMap
• 内存敏感：考虑ArrayDeque替代LinkedList
• 有序需求：LinkedHashSet/LinkedHashMap是你的好朋友