Java中ArrayList、LinkedList、Vector、Stack的比較
一、介紹
先回顧一下List的框架圖
由圖中的繼承關系，可以知道，ArrayList、LinkedList、Vector、Stack都是List的四個實現類。
AbstractList是一個抽象類，它繼承于AbstractCollection。AbstractList實現List接口中除size()、get(int location)之外的函數。
AbstractSequentialList 是一個抽象類，它繼承于AbstractList。AbstractSequentialList 實現了“鏈表中，根據index索引值操作鏈表的全部函數”。
ArrayList 是一個數組隊列，相當于動態數組。它由數組實現，隨機訪問效率高，隨機插入、隨機刪除效率低。
LinkedList 是一個雙向鏈表。它也可以被當作堆棧、隊列或雙端隊列進行操作。LinkedList隨機訪問效率低，但隨機插入、隨機刪除效率低。
Vector 是矢量隊列，和ArrayList一樣，它也是一個動態數組，由數組實現。但是ArrayList是非線程安全的，而Vector是線程安全的。
Stack 是棧，它繼承于Vector。它的特性是：先進后出(FILO, First In Last Out)。
二、性能測試
在對ArrayList、LinkedList、Vector、Stack進行比較之前，我們先來對他們進行一個性能測試，結合源碼和測試結果來對ArrayList、LinkedList、Vector、Stack進行詳細的分析。
得到的結果如下
根據結果，可以很明顯的看出ArrayList、LinkedList、Vector、Stack的性能有很大的區別。
讀取：ArrayList > Vector > Stack > LinkedList
插入：LinkedList > Vector > ArrayList > Stack
刪除：LinkedList > Vector > ArrayList > Stack
三、插入的分析
LinkedList
從中，我們可以看出：通過add(int index, E element)向LinkedList插入元素時。先是在雙向鏈表中找到要插入節點的位置index;找到之后，再插入一個新節點。
雙向鏈表查找index位置的節點時，有一個加速動作：若index < 雙向鏈表長度的1/2，則從前向后查找; 否則，從后向前查找。
ArrayList
在這里面有一個非常耗時的操作
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1, size - index);
該方法被標記了native，調用了系統的C/C++代碼，在JDK中是看不到的，但在openJDK中可以看到其源碼。
該函數實際上最終調用了C語言的memmove()函數，因此它可以保證同一個數組內元素的正確復制和移動，比一般的復制方法的實現效率要高很多，很適合用來批量處理數組。Java強烈推薦在復制大量數組元素時用該方法，以取得更高的效率。
Vector
可以看到Vector和ArrayList是一樣的，都調用了System.arraycopy。由于Stack和繼承與Vector，就不仔細分析了。
四、查找的分析
LinkedList
從中，我們可以看出：通過get(int index)獲取LinkedList第index個元素時。先是在雙向鏈表中找到要index位置的元素;找到之后再返回。
雙向鏈表查找index位置的節點時，有一個加速動作：若index < 雙向鏈表長度的1/2，則從前向后查找; 否則，從后向前查找。
ArrayList
我們可以看到ArrayList直接返回數組中index位置的元素，而不需要像LinkedList一樣進行查找。
通過源碼發現Vector和Stack的操作方式和ArrayList一樣，這里就不詳細分析了。
五、刪除的分析
LinkedList
由于刪除了某一節點因此調整相應節點的前后指針信息，如下：
- e.previous.next = e.next;//預刪除節點的前一節點的后指針指向預刪除節點的后一個節點。
- e.next.previous = e.previous;//預刪除節點的后一節點的前指針指向預刪除節點的前一個節點。
清空預刪除節點：
- e.next = e.previous = null;
- e.element = null;
交給gc完成資源回收，刪除操作結束。
與ArrayList比較而言，LinkedList的刪除動作不需要“移動”很多數據，從而效率更高。
ArrayList
恩，又是調用了System.arraycopy。
六、結論
操作ArrayListLinkedListVectorStack讀取O(1)O(n)O(1)O(1)插入O(n)O(1)O(n)O(n)刪除O(n)O(1)O(n)O(n)
ArrayList(實現動態數組)，查詢快(隨意訪問或順序訪問)，增刪慢。整體清空快，線程不同步(非線程安全)。數組長度是可變的百分之五十延長
LinkedList(實現鏈表)，查詢慢，增刪快。
Vector(實現動態數組)，都慢，被ArrayList替代。長度任意延長。線程安全(同步的類，函數都是synchronized)
Stack(實現堆棧)繼承于Vector，先進后出。
所以，快速訪問ArrayList，快速增刪LinkedList，單線程都可以用，多線程只能用同步類Vector
