ArrayList、LinkedList 与 Vector 的区别？

面试考察点

面试官提出这个问题，通常旨在考察以下几个层面：

对 Java 集合框架（Collection Framework）基础架构的理解：候选人是否清楚 List 接口下不同实现类的核心定位。
对底层数据结构的掌握：不仅仅要知道 “是什么”，更要理解其基于数组和基于链表这两种根本性差异带来的所有性能影响。
对线程安全概念的认知：在并发场景下如何选择，以及为何在现代开发中更推荐使用其他方案来替代传统的线程安全类。
结合实际场景的选型能力：这是面试官最看重的——你是否能根据具体的 “读多写少”、“频繁插入删除”、“线程安全” 等需求，给出有理有据的技术选型建议，而不仅仅是背诵区别。

核心答案

ArrayList、LinkedList 和 Vector 都是 List 接口的实现类，用于存储有序、可重复的元素集合。它们的核心区别在于：

ArrayList：基于动态数组，支持高效的随机访问，但在中间插入/删除元素效率较低。非线程安全。
LinkedList：基于双向链表，在头部/尾部插入/删除元素效率极高，但随机访问效率低。非线程安全。
Vector：一个古老的、基于动态数组的实现。它与 ArrayList 类似，但关键区别在于其所有公共方法都使用 synchronized 修饰，是线程安全的，这也导致了其性能开销较大。

在现代 Java 开发中，ArrayList 是默认的通用选择，LinkedList 仅在特定场景下使用，而 Vector 因其性能问题，基本已被 CopyOnWriteArrayList 或 Collections.synchronizedList() 等更优的并发方案取代。

深度解析

原理与机制

ArrayList：内部维护一个 Object[] elementData 数组。当添加元素导致容量不足时，会触发扩容（通常增长为原容量的 1.5 倍），并需要将旧数组的数据复制到新数组。这使得按索引随机访问（get(i)）的时间复杂度为 O(1)，但在中间位置插入（add(i, e)）或删除（remove(i)）元素时，需要移动后续所有元素，时间复杂度为 O(n)。
LinkedList：内部维护一个双向链表，每个节点（Node）包含元素本身、前驱和后继节点的引用。这使得在链表头部或尾部插入/删除元素的时间复杂度为 O(1)。但是，访问第 i 个元素需要从头部或尾部遍历，时间复杂度为 O(n)。
Vector：其实现与 ArrayList 在扩容逻辑（默认 2 倍扩容）和结构上高度相似，但通过在方法声明上添加 synchronized 关键字来实现线程安全，这是一种粗粒度锁，在高并发下争抢严重，性能较差。

代码示例

以下代码直观展示了三者 API 使用上的相似性及性能差异的关键点：

import java.util.*;

public class ListComparison {
    public static void main(String[] args) {
        // 1. 初始化
        List<String> arrayList = new ArrayList<>();
        List<String> linkedList = new LinkedList<>();
        List<String> vector = new Vector<>();

        // 2. 尾部添加 - 三者都高效 (ArrayList 偶尔触发扩容)
        arrayList.add("A");
        linkedList.add("A");
        vector.add("A");

        // 3. 中间插入 - LinkedList 理论上更优
        arrayList.add(0, "B"); // 需要移动所有已有元素
        linkedList.add(0, "B"); // 仅修改头节点引用
        vector.add(0, "B");

        // 4. 随机访问 - ArrayList 和 Vector 绝对优势
        String a1 = arrayList.get(1); // O(1)
        String l1 = linkedList.get(1); // O(n)，需要从头部.next
        String v1 = vector.get(1); // O(1)，但伴有同步开销

        // 5. 迭代遍历 - 对于 LinkedList，优先使用 Iterator 而非 get(i)
        // 使用 foreach (底层也是Iterator) 对三者都是高效的方式
        for (String s : linkedList) {
            System.out.println(s);
        }
    }
}

对比分析与最佳实践

特性	ArrayList	LinkedList	Vector
底层结构	动态数组	双向链表	动态数组
线程安全	否	否	是（方法级 `synchronized`）
随机访问性能	O(1)，极快	O(n)，慢	O(1)，但有同步开销
头部/尾部插入删除	尾部快(O(1))，头部慢(O(n))	O(1)，极快	尾部快(O(1))，头部慢(O(n))，有同步开销
中间插入删除	O(n)，需要移动元素	O(n)，需要遍历定位，但修改快	O(n)，需要移动元素，有同步开销
内存占用	较少，仅存储数据和数组容量	较高，每个元素需额外存储前后节点引用	与 `ArrayList` 类似
扩容机制	增长约 1.5 倍	无扩容概念	增长 2 倍

最佳实践：

默认选择 ArrayList：绝大多数情况下，我们的操作是查询和遍历，ArrayList 的综合性能最好，内存占用也最小。
特定场景选 LinkedList：
- 需要实现栈、队列或双端队列（它实现了 Deque 接口）。
- 应用程序有大量的、在已知位置（尤其是头部）的插入/删除操作，并且随机访问很少。
避免使用 Vector：
- 如需线程安全的 List，优先考虑：
  - Collections.synchronizedList(new ArrayList(...))：提供更灵活的同步控制。
  - CopyOnWriteArrayList：适用于读多写极少的并发场景，通过写时复制实现无锁读取，性能更好。

常见误区

“LinkedList 在任何情况下插入都快”：错。只有在已知位置（如通过 ListIterator 定位后）的插入才是 O(1)。如果位置是索引 i，定位过程本身就是 O(n)。
“因为业务中有插入操作，所以用 LinkedList”：需要量化。如果主要是尾部追加，ArrayList 性能更好；如果随机插入比例不高，ArrayList 整体可能仍优于 LinkedList，因为 CPU 缓存行预取对数组更友好。
“Vector 是安全的，所以都用它”：这是过时的观念。其同步锁粒度太粗，在高并发下会成为性能瓶颈，且现代并发工具提供了更优选择。

总结

选择 ArrayList、LinkedList 还是 Vector，本质是在动态数组与双向链表两种数据结构间，以及非线程安全与粗粒度线程安全间做权衡；ArrayList 因其卓越的随机访问性能和内存效率成为默认首选，而 Vector 因其性能问题已成为历史遗留类，在并发场景下应选用更现代的替代方案。

发布于2026年01月21日|16:33:23