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Java Collection 框架：List 介面與 ArrayList、LinkedList 核心特性解析

編輯：Java 程式設計入門

List 介面核心契約

有序：元素維持插入順序，索引從 0 開始。
可重複：允許 null 與重複元素。
非同步：非執行緒安全，多執行緒環境需外部同步（Collections.synchronizedList() 或 CopyOnWriteArrayList）。

兩大主流實作對比

特性	ArrayList	LinkedList
底層資料結構	動態陣列 (Object[])	雙向鏈結串列
隨機存取 `get(index)`	O(1) 極快	O(n) 需遍歷
尾端新增 `add(E)`	均攤 O(1)（偶爾擴容複製）	O(1)
頭端/中間插入刪除	O(n) 需搬移元素	O(1) 僅調整指標（已定位節點）
記憶體額外開銷	低（陣列預留空間）	高（每節點含 prev/next 參考）
實作介面	List, RandomAccess, Cloneable, Serializable	List, Deque, Cloneable, Serializable
適用場景	頻繁隨機讀取、尾端新增、元素量較固定	頻繁頭尾增刪、佇列/棧、元素量劇烈波動

迭代與安全移除範例


List<String> al = new ArrayList<>();
al.add("abc");
al.add("abcd");
al.add("abcde");

// 正確：使用 Iterator 移除
Iterator<String> it = al.iterator();
while (it.hasNext()) {
    String s = it.next();
    if ("abcd".equals(s)) {  // 注意：用 equals() 比較字串，而非 ==
        it.remove();         // 安全移除，避免 ConcurrentModificationException
    }
    System.out.println(s);
}
// 結果：abc, abcde

關鍵點：

務必用 Iterator.remove()，不可在 for-each 或普通 for 迴圈中直接 list.remove()。
字串比較請用 equals()，== 比較的是參考位址。

進階使用技巧

指定初始容量：new ArrayList<>(100) 減少擴容複製開銷。
轉陣列：String[] arr = list.toArray(new String[0])（JDK 11+ 推薦寫法）。
只讀視圖：List<String> unmodifiable = Collections.unmodifiableList(list) 或 JDK 10+ List.copyOf(list)。
並發安全替代：CopyOnWriteArrayList（讀多寫少）、Collections.synchronizedList()（一般同步）。