ArrayList和Vector之间有哪些主要区别？

八股文_Java集合面试题 0 2

参考回答**

ArrayList 和 Vector 是 Java 中基于动态数组实现的两个常用集合类，但它们之间有以下主要区别：

特性	ArrayList	Vector
线程安全性	非线程安全：不支持同步，需手动实现线程安全。	线程安全：所有方法都被同步（`synchronized`）。
性能	由于没有同步开销，性能高于 `Vector`。	由于方法同步，性能比 `ArrayList` 低。
扩容方式	每次扩容为原容量的 1.5 倍。	每次扩容为原容量的 2 倍。
迭代器	使用 `Iterator`，是 fail-fast 的。	使用 `Enumeration` 和 `Iterator`，`Enumeration` 是 fail-safe 的。
使用场景	适合单线程环境，效率高。	适合多线程环境，但性能较低，已较少使用。

详细讲解与扩展

1. 线程安全性

ArrayList：
- ArrayList是非线程安全的，多个线程同时访问时需要手动同步：
```
List<Integer> synchronizedList = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());
```
Vector：
- Vector 的所有方法都被同步（synchronized）修饰，因此是线程安全的。但由于加锁操作，其性能较低。

2. 扩容机制

ArrayList：
- 默认容量为 10，扩容时新容量为原容量的 1.5 倍：
```
newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
```
- 这样可以减少扩容次数，节省内存和性能开销。
Vector：
- 默认容量为 10，扩容时新容量为 原容量的 2 倍。
- 由于扩容倍数更大，可能会浪费内存。

示例对比：

ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<>(10); // 默认初始容量 10
Vector<Integer> vector = new Vector<>(10);         // 默认初始容量 10

// 添加 15 个元素，触发扩容
for (int i = 0; i < 15; i++) {
    arrayList.add(i);
    vector.add(i);
}

// ArrayList 容量变为 15（10 → 15）
// Vector 容量变为 20（10 → 20）

3. 迭代器类型

ArrayList：
- 主要使用 Iterator 迭代。
- 是 fail-fast 的，即在迭代过程中，如果检测到集合被结构性修改（如添加或删除元素），会抛出 ConcurrentModificationException。
Vector：
- 可以使用 Enumeration或 Iterator迭代：
- Enumeration 是 fail-safe 的，不会抛出异常，但功能有限（不支持删除元素）。
- Iterator 是 fail-fast 的。

示例：

Vector<String> vector = new Vector<>();
vector.add("A");
vector.add("B");

// 使用 Enumeration 迭代
Enumeration<String> enumeration = vector.elements();
while (enumeration.hasMoreElements()) {
    System.out.println(enumeration.nextElement());
}

// 使用 Iterator 迭代
Iterator<String> iterator = vector.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
    System.out.println(iterator.next());
}

4. 性能对比

ArrayList：
- 因为没有线程安全机制，所以性能高于 Vector。
- 适合单线程环境或使用外部同步控制的多线程环境。
Vector：
- 由于加锁（同步）机制的存在，性能较低。
- 适合多线程环境，但已逐渐被更高效的并发类（如 CopyOnWriteArrayList）取代。

5. 使用场景

ArrayList：
- 用于单线程场景。
- 如果需要线程安全，建议使用 Collections.synchronizedList() 或并发包中的 CopyOnWriteArrayList。
Vector：
- 由于其同步机制和过时的设计，现代开发中很少直接使用。
- 在多线程场景中，建议使用 CopyOnWriteArrayList 或其他线程安全的集合类代替。

6. 示例代码对比

ArrayList 示例：

import java.util.ArrayList;

public class ArrayListExample {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("A");
        list.add("B");
        list.add("C");

        // 遍历列表
        for (String s : list) {
            System.out.println(s);
        }
    }
}

Vector 示例：

import java.util.Vector;

public class VectorExample {
    public static void main(String[] args) {
        Vector<String> vector = new Vector<>();
        vector.add("A");
        vector.add("B");
        vector.add("C");

        // 使用 Enumeration 遍历
        Enumeration<String> enumeration = vector.elements();
        while (enumeration.hasMoreElements()) {
            System.out.println(enumeration.nextElement());
        }
    }
}

总结

特性	ArrayList	Vector
线程安全性	非线程安全，需要手动同步。	线程安全（同步），性能较低。
扩容方式	原容量的 1.5 倍，减少内存浪费。	原容量的 2 倍，可能浪费更多内存。
迭代器	使用 `Iterator`，是 fail-fast 的。	使用 `Enumeration` 或 `Iterator`。
性能	性能较高，适合单线程场景。	性能较低，适合多线程，但已较少使用。
推荐使用场景	单线程场景或外部同步控制的多线程场景。	多线程场景，但更推荐使用 `CopyOnWriteArrayList`。

在现代 Java 开发中，ArrayList 更常用，而 Vector 已逐渐被弃用。如果需要线程安全的动态数组，建议使用 CopyOnWriteArrayList 替代。