LinkedList、Vector、Set

LinkedList

基本概念

LinkedList 是一个双向链表的实现类，它实现了 List、Deque、Queue 和 Cloneable 接口，底层使用双向链表结构，适合频繁插入和删除操作。

主要特点

• 有序，可重复。

• 查询速度较慢，插入/删除速度较快（相较于 ArrayList）。

• 允许 null 元素。

• 线程不安全，效率高于 Vector。

常用方法

方法	描述
add(E e)	在末尾添加元素
add(int index, E element)	在指定位置插入元素
remove(int index)	删除指定位置元素
get(int index)	获取指定位置元素
getFirst() / getLast()	获取第一个 / 最后一个元素
removeFirst() / removeLast()	删除第一个 / 最后一个元素
offer(E e)	添加到队列末尾
poll()	弹出队列头部元素

适用场景

• 频繁增删元素的场景，如队列、栈的实现。

• 实现双向队列（Deque）。

JAVA中实现队列

// 创建单向链表
LinkedList<String> list = new LinkedList<>();
​
// 添加元素
list.push("元素1");
list.push("元素2");
list.push("元素3");
​
// 遍历链表System.out.println("未移除的链表元素:" + list);
​
//移除元素 最新添加的元素
list.remove();
​
// 遍历链表
System.out.println("移除最新元素后的链表元素:" + list);
​
//创建双向链表
LinkedList<String> queue = new LinkedList<>();
queue.offer("元素A");
queue.offer("元素B");
queue.offer("元素C");
​
// 遍历双向链表
System.out.println("链表元素:" + queue.poll()); // 获取并移除头部元素

Vector

基本概念

Vector 是一种动态数组的实现，线程安全，是 Java 早期的集合类之一。它实现了 List 接口。

主要特点

• 底层是数组，支持快速随机访问。

• 增长方式为：容量不足时，扩容为原来的 2 倍。

• 线程安全：所有方法都是同步（synchronized）方法，效率比 ArrayList 低。

• 允许 null 元素。

常用方法

方法	描述
add(E e)	添加元素到末尾
add(int index, E element)	在指定位置插入
remove(int index)	移除指定位置元素
get(int index)	获取指定索引元素
size()	获取大小
capacity()	当前容量
trimToSize()	将容量调整为当前大小，节省内存
ensureCapacity(int minCapacity)	确保最小容量

适用场景

• 多线程并发环境中需要使用线程安全的 List。

• 遗留系统或兼容旧代码（现代开发中很少使用）。

总结对比

Set相关知识

Set 是 Java 集合框架中一个 不允许重复元素 的集合接口。

它的常见实现类包括：

• ✅ HashSet：基于哈希表，无序，查找/插入快。

• ✅ TreeSet：基于红黑树，有序，可排序。

• ✅ LinkedHashSet：有插入顺序，内部基于 HashSet + 双向链表。

HashSet

HashSet 是一个基于 HashMap 实现的 Set，底层使用哈希表来存储元素，不保证元素顺序。

public HashSet() {map = new HashMap<>();
}

实际上每个元素都作为 HashMap 的 key 存储，value 是一个固定对象 PRESENT。

添加元素时，先调用 hashCode() → 再调用 equals() 判断是否重复。

时间复杂度：增删查为 O(1)（理想状态下），HashSet 无序的原因是：元素存储在哈希桶中，位置取决于 hashCode。

Set<String> set = new HashSet<>();// 添加元素set.add("Hello");set.add("World");set.add("！！");
​//遍历元素for (String s : set) {System.out.println(s);}

TreeSet

TreeSet 是一个有序的 Set，底层基于 红黑树（自平衡二叉搜索树），元素自动按排序顺序排列，不允许重复元素。

Set<Integer> treeSet = new HashSet<>();
// 添加元素
treeSet.add(5);
treeSet.add(9);
treeSet.add(3);
treeSet.add(1);
treeSet.add(7);
​
// 遍历元素
treeSet.forEach(System.out::println);

特性	HashSet	TreeSet
元素是否排序	❌ 无序	✅ 自动排序
底层结构	HashMap	TreeMap（红黑树）
插入复杂度	O(1)	O(log n)
是否允许 null	✅ 允许一个	⚠️ 最多允许一个（仅在无 Comparator 情况下）
是否线程安全	❌ 否	❌ 否

特性	LinkedList	Vector
底层结构	双向链表	动态数组
是否线程安全	否	是
插入删除效率	高	低
随机访问效率	低	高
是否过时	否	是（被 ArrayList + Collections.synchronizedList() 替代）
适用场景	队列、栈等	多线程旧代码中使用