性能和内存分配比较是List和Set之间的一个常见问题。问题的出现是因为在处理元素添加和迭代的情况下，我们需要选择合适的数据结构来提高性能和内存效率。

如果只计划添加元素并在之后对它们进行迭代，最好选择ArrayList作为替代数组的最佳选择。相比于LinkedList或任何Set实现，ArrayList更加内存高效，具有快速插入、迭代和随机访问的特点。

ArrayList的插入操作并不快。它的时间复杂度是O(n)，与LinkedList的随机插入操作相同，但线性因子较低，因此性能还是不错的。

在LinkedList中查找插入位置的时间复杂度是O(n)，但如果已经知道插入位置，这种情况相对较常见，插入操作的时间复杂度是O(1)。而在ArrayList中查找插入位置的时间复杂度也是O(n)，插入本身的时间复杂度也是O(n)。因此，最佳情况是已经知道插入位置，此时LinkedList的时间复杂度是O(1)，ArrayList的时间复杂度是O(n)。最坏情况是需要查找插入位置，此时LinkedList的时间复杂度是O(n)，ArrayList的时间复杂度是O(n)，再加上O(n)，总体时间复杂度是O(n)。

对于list.add(index, element)方法，无论是LinkedList还是ArrayList，时间复杂度都是O(n)。如果需要搜索插入位置，那么ArrayList的线性因子要比LinkedList低得多，可能高达一个数量级，特别是在节点分配不连续的情况下。在大多数情况下，由于现代硬件对于不可预测的内存访问模式的惩罚，ArrayList的性能整体上表现更好。

根据具体的需求和场景，我们可以选择合适的数据结构来提高性能和内存效率。对于只需要添加元素并迭代的情况，ArrayList是较好的选择；而如果需要频繁地插入和删除元素，或者需要保持元素的唯一性，那么LinkedList或Set实现可能更适合。

列表和集合之间的性能和内存分配比较的问题出现的原因是要根据需求选择合适的数据结构。如果不关心元素的顺序，并且不删除元素，那么关键是需要在数据结构中查找元素的需求以及查找的速度。

在HashSet中按值查找元素的时间复杂度是O(1)，而在ArrayList中是O(n)。

如果只是用容器存储一组唯一的对象，并且最后以任意顺序迭代它们，那么可以说ArrayList是更好的选择，因为它更简单和经济。

问在ArrayList中查找元素的时间复杂度是O(n)，难道不是通过索引直接访问吗？回答是他们指的是通过"contains"方法查找元素。

在HashSet中按值查找元素的时间复杂度是O(1)，这是因为在哈希表中查找元素涉及计算元素的哈希值，这是一个O(1)的操作，然后使用哈希值索引到数组中，这也是一个O(1)的操作。

性能和内存分配比较(List和Set之间)的问题出现的原因是HashSet比ArrayList消耗更多的内存，而且迭代速度较慢。解决方法是如果不关心唯一性或contains的性能，则使用ArrayList。如果事先知道元素的数量，并相应地分配ArrayList的大小，那么内存消耗会更接近8倍。基本上，规则是数组每个元素占4个字节，而ArrayList除了一个数组（包含一些空间用于扩展）和一些常量的int字段外，几乎没有其他东西。现在，数组每个元素更可能是8个字节。这取决于你使用的是32位还是64位的虚拟机。尽管如此，HashSet受到8字节引用的影响更大，每个引用增加额外的4个字节，根据链接的内存消耗图表，ArrayList的每个元素约为12字节，HashSet的每个元素约为52字节。