昨天我们学习了Collection，今天我们看看它最常用的子接口之一------List。
List代表一个有序、可重复的元素集合，支持根据索引进行访问、插入、删除等操作。
常见的实现类包括ArrayList和LinkedList，它们在底层结构、性能特征和适用场景上有明显差异。
一、List接口概述
List接口是java.util包中的一个重要接口，它继承自Collection，定义了线性序列中元素的插入、删除、替换、查找等操作。
常用方法：
java
public interface List<E> extends Collection<E> {
// 在末尾添加元素
boolean add(E e);
// 指定位置插入元素
void add(int index, E element);
// 获取指定索引的元素
E get(int index);
// 删除指定位置的元素
E remove(int index);
// 删除首次出现的指定元素
boolean remove(Object o);
// 返回元素首次出现的索引
int indexOf(Object o);
// 返回元素最后出现的索引
int lastIndexOf(Object o);
// 获取子列表
List<E> subList(int fromIndex, int toIndex);
// 获取支持双向遍历的迭代器
ListIterator<E> listIterator();
}示例：
java
package com.lazy.snail;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.ListIterator;
/**
* @ClassName Day27Demo
* @Description TODO
* @Author lazysnail
* @Date 2025/6/24 10:51
* @Version 1.0
*/
public class Day27Demo {
public static void main(String[] args) {
List<String> strList = new ArrayList<>();
// 添加元素
strList.add("懒惰");
strList.add("蜗牛");
strList.add("学");
strList.add("JAVA");
System.out.println("初始列表:" + strList);
// 指定位置插入元素
strList.add(2, "不学");
System.out.println("指定插入后列表:" + strList);
// 获取指定索引元素
String str2 = strList.get(2);
System.out.println("索引2处元素:" + str2);
// 删除指定索引元素
strList.remove(2);
System.out.println("删除索引2元素后列表:" + strList);
// 删除首次出现的元素
strList.remove("懒惰");
System.out.println("删除'懒惰'后列表:" + strList);
// 添加重复元素
strList.add("蜗牛");
strList.add("蜗牛");
strList.add("蜗牛");
strList.add("蜗牛");
System.out.println("添加重复元素后列表:" + strList);
// 返回元素首次出现的索引
int firstSnailIndex = strList.indexOf("蜗牛");
System.out.println("第一个'蜗牛'的索引:" + firstSnailIndex);
// 返回元素最后出现的索引
int lastSnailIndex = strList.lastIndexOf("蜗牛");
System.out.println("最后一个'蜗牛'的索引:" + lastSnailIndex);
// 获取子列表（fromIndex 包含，toIndex 不包含）
List<String> sub = strList.subList(0, 3);
System.out.println("子列表 [0,3)：" + sub);
// 使用 ListIterator 双向遍历
ListIterator<String> iterator = strList.listIterator();
System.out.println("正向遍历:");
while (iterator.hasNext()) {
System.out.println("→ " + iterator.next());
}
System.out.println("反向遍历:");
while (iterator.hasPrevious()) {
System.out.println("← " + iterator.previous());
}
}
}二、ArrayList
第一节中的示例代码就是使用的ArrayList。
ArrayList是List接口最核心、最常用的实现类。
它的名字其实已经暴露了它大概的实现方式：Array（数组）。
1、底层结构
ArrayList内部封装了一个可以动态调整大小的Object[]数组。
java
// 存储数据的数组
transient Object[] elementData;
// 当前元素个数
private int size;2、添加元素
java
public boolean add(E e) {
modCount++;
add(e, elementData, size);
return true;
}
private void add(E e, Object[] elementData, int s) {
if (s == elementData.length)
elementData = grow();
elementData[s] = e;
size = s + 1;
}每次添加元素的时候都会检查是不是需要扩容，扩容一般是原容量的 1.5 倍：
3、删除元素
由于是基于数组，插入和删除操作都涉及到元素的批量移动，效率为 O(n)。
4、ArrayList有什么优缺点
由于底层是连续的内存空间，通过索引get(i)访问元素的时候，CPU可以直接通过"起始地址 + i * 元素大小"的公式计算出地址，时间复杂度是O(1)，所以查询速度非常快。
它使用的是尾插法，在没有触发扩容的情况下，往列表末尾添加元素只是简单的赋值操作，速度也很快。即使偶尔发生扩容，这种开销在大量操作中被平摊后，平均复杂度依然是O(1)。
但是如果在列表的中间进行增删，会导致该位置之后的所有元素进行批量移动，数据量越大，开销越大。
三、LinkedList
LinkedList底层基于双向链表。它由许多独立的节点串联而成，每个Node都存放着数据以及指向前后节点的引用。
1、底层结构
LinkedList是基于双向链表实现的，每个节点包含三个指针：
2、插入删除
因为链表结构，插入和删除某个节点只需调整前后节点的引用，不涉及数据移动，效率为O(1)。
但前提是已经定位到了目标节点，而定位的过程是O(n)。
3、查询
访问第n个元素的时候，需要从头或尾开始遍历，效率为O(n)。这个查询过程就是上面我们说的定位。
4、注意点
在实际开发中，我们基本上都是通过索引或遍历查找来定位元素，这个定位过程在LinkedList中是O(n) 的，它彻底拖垮了后续O(1)的修改优势。
add(index, e): O(n) 查找 + O(1) 修改 = 整体 O(n)
remove(Object o): O(n) 查找 + O(1) 修改 = 整体 O(n)
LinkedList在"按索引/对象增删"这个场景下，并没有比ArrayList快，有时候还因为它的内存不连续性（对CPU缓存不友好），实际运行得更慢。
所以，实际开发中，我们很少会用到LinkedList。
就连Josh Bloch也在《Effective Java》里说了，尽量避免使用LinkedList，除非你真的需要。
结语
今天，我们大致看了List接口两大实现的内部。
也聊了下ArrayList和LinkedList在实际开发中的应用场景。
我们在学习的过程中，不仅要会用，还要通过思考，具有基于场景和性能权衡的选型能力。
下一篇预告
Day28 | Java集合框架之Set接口详解
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