在 Java 開發與面試中，ArrayList、Vector 與 LinkedList 的比較幾乎是必考題目。這三者皆實作 List 介面，擁有有序、可重複的特性，但底層資料結構、執行緒安全性與效能表現截然不同。本文將從原理、效能、適用場景三個維度，為你徹底釐清三者的差異與選型策略。
| 特性 | ArrayList | Vector | LinkedList |
|---|---|---|---|
| 底層結構 | 動態陣列 | 動態陣列 | 雙向鏈結串列 |
| 執行緒安全 | 非同步（Not Thread-safe） | 同步 | 非同步 |
| 擴容機制 | 1.5 倍 | 2 倍 | 無擴容概念，節點動態分配 |
| 隨機存取 | 快 | 快 | 慢（需遍歷） |
| 插入/刪除 | 慢（需位移元素） | 慢 | 快（僅修改指標） |
| 記憶體開銷 | 低 | 低 | 高（每節點額外儲存前後指標） |
ArrayList 內部封裝一個 Object[] 陣列。其優勢在於 O(1) 的隨機存取速度（get(index)、set(index, e)）。然而，在中間位置插入或刪除元素時，需透過 System.arraycopy 位移後續元素，時間複雜度為 O(n)。預設初始容量為 10，擴容時增長為原容量的 1.5 倍。
適用場景： 讀多寫少、頻繁隨機存取、單執行緒環境或外部同步控制。
Vector 是 JDK 1.0 就存在的「老前輩」，方法層面加了 synchronized 關鍵字，確保執行緒安全。但這帶來顯著的效能開銷。擴容策略為翻倍（2 倍），且保留了 Enumeration 介面等過時 API。現代開發中，若需執行緒安全的 List，推薦使用 Collections.synchronizedList(new ArrayList<>()) 或並發包下的 CopyOnWriteArrayList。
注意： 疊代器為 fail-fast 機制，並發修改會拋出 ConcurrentModificationException。
LinkedList 採用雙向鏈結串列，每個節點包含 prev、next 指標與資料。優勢在於頭尾增刪為 O(1)，適合實作堆疊、佇列、雙端佇列。劣勢是隨機存取需遍歷，平均 O(n/2)；且每個元素額外佔用兩個指標記憶體，GC 壓力較大。
適用場景： 頻繁在頭尾或中間插入刪除、作為 Queue/Deque 使用、資料量不極大時。
Collection
└─ List
├─ ArrayList
├─ LinkedList
├─ Vector
│ └─ Stack
└─ ...
CopyOnWriteArrayList（讀多寫少）或 Collections.synchronizedList。ArrayList（預設首選）。LinkedList。T[]。List<T> list = new ArrayList<>();，方便日後替換實作。new ArrayList<>(initialCapacity) 避免多次擴容複製。Vector 或同步包裝，將同步塊拉到迴圈外層，減少鎖開銷。ArrayList 大量刪除前可呼叫 ensureCapacity 或改用 LinkedList。沒有完美的集合，只有最適合場景的選擇。理解底層資料結構（陣列 vs 鏈結串列）與同步機制，才能在效能與正確性間取得平衡。日常開發中，ArrayList 覆蓋 80% 以上場景；LinkedList 專注佇列與頻繁增刪；Vector 則退居教學與維護舊代碼的歷史舞台。
