Java 集合怎么选：ArrayList、HashMap 与遍历删除

一、先按需求选接口

面向接口编程：变量声明用 List<String> list = new ArrayList<>();，方便替换实现。

二、ArrayList 与 LinkedList

常见误解是「LinkedList 插入删除快」。真实情况：

• ArrayList 随机访问 O(1)，尾部追加摊还 O(1)，中间插入 O(n)（要移动元素）。
• LinkedList 随机访问 O(n)（要遍历），头尾插入 O(1)，中间插入需要先找到位置，也是 O(n)。

而且 LinkedList 每个节点有额外对象开销，缓存局部性差。绝大多数场景 ArrayList 更快。需要队列时用 ArrayDeque，它的头尾操作都是 O(1) 且没有额外节点开销。

三、HashMap 的容量与扩容

Map<String, Integer> map = new HashMap<>(16);      // 指定初始容量
Map<String, Integer> map2 = new HashMap<>(16, 0.75f); // 容量 + 负载因子

• 默认初始容量 16，负载因子 0.75，元素数超过 容量 × 0.75 就扩容为两倍。
• 扩容要重新计算哈希并迁移所有元素，代价大。已知数据量时预设容量能避免多次扩容。

预设容量的算法是「期望元素数 / 0.75 + 1」，再取最近的 2 的幂。比如要放 100 个元素，初始容量给 128 或 256。

Java 8 之后，单个桶的链表长度超过 8 且容量 ≥ 64 时会转成红黑树，避免哈希碰撞导致 O(n) 查找。

四、遍历时删除元素

// 错误：抛 ConcurrentModificationException
for (String s : list) {
    if (s.startsWith("a")) list.remove(s);
}

原因：for-each 底层用 Iterator，list.remove 修改了 modCount，迭代器下次 next() 检查到不一致就抛异常。

三种正确写法：

// 1. 显式使用 Iterator（推荐，兼容性最好）
Iterator<String> it = list.iterator();
while (it.hasNext()) {
    if (it.next().startsWith("a")) it.remove();
}

// 2. removeIf（Java 8+，最简洁）
list.removeIf(s -> s.startsWith("a"));

// 3. 倒序索引删除
for (int i = list.size() - 1; i >= 0; i--) {
    if (list.get(i).startsWith("a")) list.remove(i);
}

Map 同理，用 map.entrySet().iterator() 或 map.entrySet().removeIf(...)。

五、ConcurrentHashMap 不是万能的

它保证单个操作的原子性，但「先检查再写入」的组合操作仍不是原子的：

// 不安全：两个线程可能都通过判断
if (!map.containsKey(k)) map.put(k, init());

// 安全：原子操作
map.computeIfAbsent(k, key -> init());
map.merge(k, 1, Integer::sum);

另外 ConcurrentHashMap 不允许 null 键和 null 值，这与 HashMap 不同，迁移时要注意。

六、几个易错点

• equals 与 hashCode 必须同时重写：自定义对象当 HashMap 的键时，只重写 equals 会导致查找不到。
• Arrays.asList 返回定长列表：add/remove 会抛 UnsupportedOperationException。
• List.of() 不可变：Java 9+ 的工厂方法返回不可变集合，要可变得 new ArrayList<>(List.of(...))。
• subList 是视图：修改子列表会影响原列表，且原列表结构变化后子列表操作会抛异常。
• TreeMap 的键必须可比较：否则抛 ClassCastException，或构造时传 Comparator。

七、性能习惯

• 循环里避免 list.size() 重复调用（虽然 JIT 通常能优化，但写法上养成习惯）。
• 大量字符串拼接用 StringBuilder。
• 遍历 Map 用 entrySet()，不要 keySet() 再 get(key)（多一次查找）。
• 集合很大时注意内存，必要时用 int[] 或专用库（如 fastutil）。

小结

默认用 ArrayList 和 HashMap；队列用 ArrayDeque；已知容量就预设，避免扩容；遍历删除用 Iterator.remove 或 removeIf；ConcurrentHashMap 的组合操作用 computeIfAbsent。