正文
在 Java 集合框架中，List 是一个非常重要的接口，广泛用于存储有序的元素集合。本文将带你深入了解 List 接口的基本用法、常见实现类及其扩展，同时通过实际代码示例帮助你快速掌握这些知识。
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1. 什么是 List？
List 是 Java 集合框架中的一个接口，它继承了 Collection 接口，用于存储一组有序的元素。与普通数组相比，List 提供了动态调整大小和丰富操作方法的功能。
特点：
元素有序，可通过索引访问。
允许存储重复的元素。
可以存储 null 值。
常用实现类：
ArrayList
LinkedList
Vector
CopyOnWriteArrayList（线程安全）
2. List 的基本操作
以下是 List 接口的一些常用方法：
方法
描述
add(E e)
在列表末尾添加元素
add(int index, E e)
在指定位置插入元素
get(int index)
根据索引获取元素
set(int index, E e)
修改指定索引的元素
remove(int index)
移除指定索引的元素
size()
返回列表中元素的数量
contains(Object o)
判断列表是否包含指定元素
indexOf(Object o)
返回元素的首次出现索引
isEmpty()
判断列表是否为空
代码示例：
import java.util.*;
public class ListDemo {
public static void main(String[] args) {
List
// 添加元素
list.add("Java");
list.add("Python");
list.add("C++");
// 插入元素
list.add(1, "JavaScript");
// 获取元素
System.out.println("元素：" + list.get(1));
// 修改元素
list.set(2, "C#");
// 删除元素
list.remove(3);
// 遍历列表
for (String item : list) {
System.out.println(item);
}
}
}
3. 常用的 List 实现类
3.1 ArrayList
ArrayList 是基于动态数组实现的列表，适合频繁查询的场景。
特点：
随机访问效率高。
插入或删除时可能需要移动大量元素。
非线程安全。
代码示例：
import java.util.ArrayList;
public class ArrayListExample {
public static void main(String[] args) {
ArrayList
numbers.add(1);
numbers.add(2);
numbers.add(3);
System.out.println("ArrayList: " + numbers);
}
}
3.2 LinkedList
LinkedList 是基于双向链表实现的列表，适合频繁插入和删除的场景。
特点：
查询效率较低，需要从头开始遍历。
插入和删除效率高。
可以用作队列（Queue）或双端队列（Deque）。
代码示例：
import java.util.LinkedList;
public class LinkedListExample {
public static void main(String[] args) {
LinkedList
queue.add("Alice");
queue.add("Bob");
queue.add("Charlie");
System.out.println("LinkedList: " + queue);
// 模拟队列操作
System.out.println("Poll: " + queue.poll()); // 移除并返回队首元素
}
}
3.3 Vector
Vector 是线程安全的动态数组，适合多线程场景。
特点：
每个方法都使用了同步机制。
性能比 ArrayList 较低，但线程安全。
代码示例：
import java.util.Vector;
public class VectorExample {
public static void main(String[] args) {
Vector
vector.add("Apple");
vector.add("Banana");
vector.add("Cherry");
System.out.println("Vector: " + vector);
}
}
3.4 CopyOnWriteArrayList
CopyOnWriteArrayList 是线程安全的 ArrayList 实现，适合多线程且读多写少的场景。
特点：
每次修改时都会复制底层数组。
读操作不需要锁，性能高。
写操作的性能较低。
代码示例：
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;
public class CopyOnWriteArrayListExample {
public static void main(String[] args) {
CopyOnWriteArrayList
list.add("Thread-safe");
list.add("Example");
System.out.println("CopyOnWriteArrayList: " + list);
}
}
4. List 的扩展用法
4.1 排序操作
Collections.sort 方法可以对列表进行排序：
代码示例：
import java.util.*;
public class SortExample {
public static void main(String[] args) {
List
Collections.sort(numbers);
System.out.println("排序后: " + numbers);
}
}
4.2 遍历方式
for-each 循环：
for (String item : list) {
System.out.println(item);
}
Iterator：
Iterator
while (iterator.hasNext()) {
System.out.println(iterator.next());
}
Stream API：
list.stream().forEach(System.out::println);
4.3 Stream 和 Lambda 表达式
利用 Stream 可以方便地对列表进行操作：
代码示例：
import java.util.*;
public class StreamExample {
public static void main(String[] args) {
List
names.stream()
.filter(name -> name.startsWith("A"))
.forEach(System.out::println);
}
}
5. 面试中关于 List 的高频问题
ArrayList 和 LinkedList 的区别：
ArrayList 基于数组，查询快，插入和删除慢。
LinkedList 基于链表，插入和删除快，查询慢。
Vector 和 ArrayList 的区别：
Vector 是线程安全的，ArrayList 是非线程安全的。
Vector 性能相对较低。
线程安全的 List 实现有哪些？
Vector
CopyOnWriteArrayList
如何避免 ConcurrentModificationException？
使用 Iterator 的 remove 方法。
使用线程安全的集合如 CopyOnWriteArrayList。
6. 总结
List 是 Java 集合框架中非常重要的一部分，其各种实现类在不同的场景下各有优势。掌握 List 的基本用法和实现类的特性，不仅有助于日常开发，还能应对 Java 面试中的高频考察。
希望本文对你理解 List 及其常用扩展有所帮助！