Java的集合与链表

Java 集合是 JDK 内置的一套容器类库，专门用来存储、管理和批量操作对象，解决了原生数组长度固定、功能单一的痛点，把常用的数据结构封装成了开箱即用的类，API 风格统一，是 Java 开发中最常用的工具之一。
核心分支与各自作用
集合框架主要分为四大体系，对应不同的业务场景：

1. List（有序列表，元素可重复）
   特点：元素按插入顺序保存，支持通过下标访问，允许重复元素。
   ArrayList：底层是动态数组，随机查询快、中间增删慢。是日常开发最常用的列表，适合以遍历、查询为主的场景，比如存储搜索记录、学生列表。
   LinkedList：底层是双向链表，头尾增删极快、随机查询慢。适合频繁插入 / 删除首尾的场景，也可以直接当作队列、栈来使用。
   Vector：线程安全的动态数组，性能较差，现在基本不用。
2. Set（无序集合，元素不可重复）
   特点：自动去重，不保证元素顺序，不支持下标访问。
   HashSet：底层基于哈希表，去重和查询速度极快。适合对数据去重、判断元素是否存在的场景，比如统计不重复的关键词数量。
   TreeSet：底层红黑树，可对元素自动排序，适合需要按自然顺序输出的去重场景。
   LinkedHashSet：哈希表 + 链表，可保留元素插入顺序。
3. Map（键值对映射，Key 唯一）
   特点：以「Key-Value」形式存储数据，通过 Key 快速查找 Value，Key 不允许重复。
   HashMap：底层哈希表，存取速度最快。是最常用的键值对容器，适合统计计数、快速查找，比如你之前做的热搜词频次统计。
   LinkedHashMap：在 HashMap 基础上增加双向链表，可保留插入顺序或访问顺序。典型应用就是你之前写的 LRU 缓存，依靠它实现「最近最少使用」淘汰策略。
   TreeMap：底层红黑树，可对 Key 自动排序，适合需要按 key 排序输出的场景。
4. Queue / Deque（队列 / 双端队列）
   特点：专门用于「排队」类场景，遵循先进先出（队列）或后进先出（栈）规则。
   典型实现是 LinkedList 和 ArrayDeque，常用于任务调度、广度优先搜索、撤销回退等场景。
   链表的作用（数据结构 + Java 实现）
   链表是一种经典的线性数据结构，数据存储在一个个「节点」中，每个节点除了存数据，还存着指向下一个（或上一个）节点的指针，节点在内存中不需要连续存储。
   常见类型：
   单向链表：节点只存后继指针，只能从头到尾遍历
   双向链表：节点同时存前驱 + 后继指针，可双向遍历（Java 的 LinkedList 就是双向链表）
   链表的核心作用与优势：
   动态伸缩，无空间浪费
   不需要像数组一样提前指定容量，需要多少节点就创建多少，不会有预留空间的浪费，适合数据量不确定、频繁增减的场景。
   高效的节点增删
   在已知目标节点位置的前提下，增删节点只需要修改相邻节点的指针，不需要像数组一样移动大量后续元素，时间复杂度为 O (1)。
   适合需要频繁插入、删除元素的场景，比如实时榜单更新、任务队列插队。
   支撑多种高级数据结构
   链表是很多复杂结构的底层基础：
   队列、栈、双端队列
   哈希表的「拉链法」解决哈希冲突
   LRU 缓存的访问顺序维护
   邻接表实现图结构
   链表的局限性
   不支持随机访问：查询某个位置的元素必须从头遍历，时间复杂度 O (n)，查询效率远低于数组。
   额外内存开销：每个节点都要额外存储指针，相同数据量下比数组更占内存。