Java 中如何找出两个列表的差异

1. 概述

在实际开发中，我们经常需要比较两个同类型对象集合的差异。比如，有一个参加考试的学生名单，还有一个通过考试的学生名单，两者之间的差集就是未通过考试的学生。

Java 的 List 接口本身没有直接提供“求差集”的方法，但我们可以借助一些 API 或第三方工具类来实现。本文将带你用几种不同的方式实现这一需求：包括原生 Java（传统方式和 Stream）、以及 Guava 和 Apache Commons Collections 等常用库。

✅ 目标明确：找出 list1 - list2 或 list2 - list1 的元素
⚠️ 注意：本文面向有经验的开发者，基础语法不再赘述

2. 测试数据准备

我们先定义两个测试用的列表，后续所有示例都基于它们：

public class FindDifferencesBetweenListsUnitTest {

    private static final List<String> listOne = Arrays.asList("Jack", "Tom", "Sam", "John", "James", "Jack");
    private static final List<String> listTwo = Arrays.asList("Jack", "Daniel", "Sam", "Alan", "James", "George");

}

listOne：原始名单（含重复项 "Jack"）
listTwo：对比名单
目标：找出 listOne 有但 listTwo 没有的人，反之亦然

3. 使用 Java 原生 List API

最简单粗暴的方式是：复制一个列表，然后删除另一个列表中包含的所有元素。

利用 List.removeAll(Collection) 方法即可：

List<String> differences = new ArrayList<>(listOne);
differences.removeAll(listTwo);
assertEquals(2, differences.size());
assertThat(differences).containsExactly("Tom", "John");

✅ 输出结果：["Tom", "John"] —— 这两人只在 listOne 出现
⚠️ 注意：removeAll 是破坏性操作，所以必须先复制 listOne

反过来找 listTwo 独有的元素也很简单：

List<String> differences = new ArrayList<>(listTwo);
differences.removeAll(listOne);
assertEquals(3, differences.size());
assertThat(differences).containsExactly("Daniel", "Alan", "George");

📌 小贴士：如果想求交集，可以用 retainAll() 方法。

4. 使用 Java 8 Streams API

Stream 提供了更函数式、更灵活的处理方式。我们可以用 filter() 筛选出不在另一个列表中的元素：

List<String> differences = listOne.stream()
    .filter(element -> !listTwo.contains(element))
    .collect(Collectors.toList());
assertEquals(2, differences.size());
assertThat(differences).containsExactly("Tom", "John");

逻辑清晰：保留 listOne 中那些不在 listTwo 里的元素

同样，交换顺序可得反向差集：

List<String> differences = listTwo.stream()
    .filter(element -> !listOne.contains(element))
    .collect(Collectors.toList());
assertEquals(3, differences.size());
assertThat(differences).containsExactly("Daniel", "Alan", "George");

❌ 踩坑提醒：listTwo.contains(element) 在每次流处理中都会调用，若 listTwo 很大，性能会急剧下降（O(n²)）。
✅ 改进建议：先将 listTwo 转为 Set，提升查找效率：

Set<String> setTwo = new HashSet<>(listTwo);
List<String> differences = listOne.stream()
    .filter(e -> !setTwo.contains(e))
    .collect(Collectors.toList());

5. 使用第三方库

5.1 Google Guava

Guava 提供了专门处理集合差集的工具方法：Sets.difference(set1, set2)，简洁明了。

但注意：它只支持 Set，所以需要先转换：

List<String> differences = new ArrayList<>(
    Sets.difference(Sets.newHashSet(listOne), Sets.newHashSet(listTwo))
);
assertEquals(2, differences.size());
assertThat(differences).containsExactlyInAnyOrder("Tom", "John");

⚠️ 缺点：

自动去重（"Jack" 只出现一次）
不保证顺序

📌 适用场景：你只关心“有哪些不同”，不关心重复和顺序

5.2 Apache Commons Collections

CollectionUtils.removeAll() 方法和 List.removeAll() 类似，但它会返回一个新的集合，避免破坏原数据：

List<String> differences = new ArrayList<>(
    CollectionUtils.removeAll(listOne, listTwo)
);
assertEquals(2, differences.size());
assertThat(differences).containsExactly("Tom", "John");

✅ 优点：语义清晰，无需手动 new ArrayList
❌ 缺点：仍会去重，行为基于 Set 逻辑

6. 处理重复元素的差集

前面的方法都忽略了重复值。但在某些业务场景下，重复是有意义的。

比如：listOne 有两个 "Jack"，listTwo 只有一个。我们希望差集里保留一个 "Jack"，因为只被“抵消”了一个。

方案一：手动遍历 remove

List<String> differences = new ArrayList<>(listOne);
listTwo.forEach(differences::remove); // 每个元素只 remove 一次
assertThat(differences).containsExactly("Tom", "John", "Jack");

✅ 原理：List.remove(Object) 默认只删除第一次匹配的元素
✅ 结果保留了一个 "Jack"，符合预期

方案二：Apache Commons 的 subtract 方法

这才是真正支持“带重复项差集”的利器：

List<String> differences = new ArrayList<>(
    CollectionUtils.subtract(listOne, listTwo)
);
assertEquals(3, differences.size());
assertThat(differences).containsExactly("Tom", "John", "Jack");

✅ subtract(A, B) 定义为：A 中每个元素减去 B 中出现的次数
✅ 完美支持多重集合（Multiset）语义

📌 推荐：当你需要精确处理重复元素时，首选 CollectionUtils.subtract

7. 总结

方法	是否支持重复	是否保持顺序	推荐场景
`List.removeAll()`	❌	✅	简单去重差集
`Stream + filter`	❌（可优化）	✅	需要链式操作或结合其他逻辑
`Guava Sets.difference()`	❌	❌	快速求 Set 差集
`CollectionUtils.removeAll()`	❌	✅	替代原生 removeAll，语义更清晰
`CollectionUtils.subtract()`	✅	✅	需要保留重复项的差集 ✅

📌 最佳实践建议：

普通场景：用 Stream + HashSet 提升性能
精确去重场景：用 CollectionUtils.subtract
快速原型：Guava 的 Sets.difference 也很香

所有示例代码已托管至 GitHub：https://github.com/baeldung/java-tutorials
模块路径：core-java-modules/core-java-collections-list-3

Persistence

REST

Security