List接口

在 Java 里，List 接口是 Collection 接口的子接口，它代表有序的元素集合，也被称作序列。List 允许存储重复的元素，并且能通过整数索引访问和操作元素。以下是关于 List 接口的详细介绍：

1. 接口定义

List 接口位于 java.util 包中，其定义如下：

public interface List<E> extends Collection<E> {
    // 元素访问
    E get(int index);
    E set(int index, E element);
    void add(int index, E element);
    E remove(int index);

    // 查找元素
    int indexOf(Object o);
    int lastIndexOf(Object o);

    // 列表迭代器
    ListIterator<E> listIterator();
    ListIterator<E> listIterator(int index);

    // 子列表
    List<E> subList(int fromIndex, int toIndex);
}

2. 主要方法及说明

2.1 元素访问

E get(int index)：返回列表中指定索引位置的元素。索引从 0 开始，若索引超出范围，会抛出 IndexOutOfBoundsException 异常。
E set(int index, E element)：用指定元素替换列表中指定索引位置的元素，返回被替换的旧元素。
void add(int index, E element)：在列表的指定索引位置插入指定元素，原索引及之后的元素会向后移动。
E remove(int index)：移除列表中指定索引位置的元素，返回被移除的元素，后续元素会向前移动。

2.2 元素查找

int indexOf(Object o)：返回列表中首次出现指定元素的索引，如果列表不包含该元素，则返回 -1。
int lastIndexOf(Object o)：返回列表中最后一次出现指定元素的索引，如果列表不包含该元素，则返回 -1。

2.3 列表迭代器

ListIterator<E> listIterator()：返回一个列表迭代器，用于从列表的开头开始遍历列表。
ListIterator<E> listIterator(int index)：返回一个从指定索引位置开始的列表迭代器。

2.4 子列表

List<E> subList(int fromIndex, int toIndex)：返回列表中从 fromIndex（包含）到 toIndex（不包含）的子列表。对这个子列表的操作会反映到原列表上。

3. 常用实现类

ArrayList：基于动态数组实现，支持快速随机访问，但在插入和删除元素时效率较低，因为可能需要移动大量元素。
LinkedList：基于双向链表实现，插入和删除元素效率高，尤其是在列表头部或尾部操作，但随机访问效率较低。
Vector：和 ArrayList 类似，不过它是线程安全的，由于使用了同步机制，性能相对较低。

4. 使用示例

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class ListExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个 List 实例，使用 ArrayList 实现
        List<String> list = new ArrayList<>();

        // 添加元素
        list.add("apple");
        list.add("banana");
        list.add("cherry");

        // 访问元素
        System.out.println("索引为 1 的元素: " + list.get(1));

        // 替换元素
        list.set(1, "grape");
        System.out.println("替换后索引为 1 的元素: " + list.get(1));

        // 插入元素
        list.add(2, "lemon");
        System.out.println("插入元素后列表: " + list);

        // 移除元素
        list.remove(3);
        System.out.println("移除元素后列表: " + list);

        // 查找元素
        System.out.println("'apple' 的首次出现索引: " + list.indexOf("apple"));

        // 获取子列表
        List<String> subList = list.subList(0, 2);
        System.out.println("子列表: " + subList);
    }
}