在Java中，List是集合框架中最常用的接口之一，继承自Collection，代表有序、可重复的元素集合（允许null元素）。其核心实现类有ArrayList（数组实现，随机访问高效）、LinkedList（链表实现，增删首尾元素高效）等。以下按功能分类详解List的常用API及使用示例：

一、添加元素（增）

向List中添加单个或批量元素，支持指定位置插入。

1. boolean add(E e)
  • 功能：在List末尾添加元素e。
  • 返回值：true（始终返回，因为List允许添加元素）。
  • 示例：
List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("A"); // 末尾添加"A"
list.add("B"); // 末尾添加"B"
System.out.println(list); // [A, B]
2. void add(int index, E element)
  • 功能：在指定索引index处插入元素element（原索引及后续元素后移）。
  • 注意：index必须在[0, size()]范围内（否则抛IndexOutOfBoundsException）。
  • 示例：
List<String> list = new ArrayList<>(Arrays.asList("A", "B"));
list.add(1, "C"); // 在索引1处插入"C"
System.out.println(list); // [A, C, B]（原索引1的"B"后移）
3. boolean addAll(Collection<? extends E> c)
  • 功能：将集合c中的所有元素批量添加到List末尾。
  • 返回值：若List因添加而改变则返回true。
  • 示例：
List<String> list = new ArrayList<>(Arrays.asList("A", "B"));
List<String> newElements = Arrays.asList("C", "D");
list.addAll(newElements); // 批量添加到末尾
System.out.println(list); // [A, B, C, D]
4. boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c)
  • 功能：将集合c中的所有元素从指定索引index处开始插入（原索引及后续元素后移）。
  • 示例：
List<String> list = new ArrayList<>(Arrays.asList("A", "B"));
List<String> newElements = Arrays.asList("C", "D");
list.addAll(1, newElements); // 从索引1处插入
System.out.println(list); // [A, C, D, B]

二、删除元素（删）

移除List中的单个或批量元素，支持按索引或元素值删除。

1. E remove(int index)
  • 功能：删除指定索引index处的元素，返回被删除的元素（后续元素前移）。
  • 示例：
List<String> list = new ArrayList<>(Arrays.asList("A", "B", "C"));
String removed = list.remove(1); // 删除索引1的元素
System.out.println(removed); // B
System.out.println(list); // [A, C]
2. boolean remove(Object o)
  • 功能：删除首次出现的元素o（通过equals()判断），返回是否删除成功。
  • 注意：若元素为null，会删除首次出现的null（因为null.equals()会抛异常，内部用==判断null）。
  • 示例：
List<String> list = new ArrayList<>(Arrays.asList("A", "B", "A"));
boolean isRemoved = list.remove("A"); // 删除首次出现的"A"
System.out.println(isRemoved); // true
System.out.println(list); // [B, A]
3. boolean removeAll(Collection<?> c)
  • 功能：删除List中所有包含在集合c中的元素（批量删除，保留不在c中的元素）。
  • 返回值：若List因删除而改变则返回true。
  • 示例：
List<String> list = new ArrayList<>(Arrays.asList("A", "B", "C", "D"));
List<String> toRemove = Arrays.asList("B", "D");
list.removeAll(toRemove); // 删除所有"B"和"D"
System.out.println(list); // [A, C]
4. boolean retainAll(Collection<?> c)
  • 功能：保留List中所有包含在集合c中的元素（即删除不在c中的元素，求交集）。
  • 返回值：若List因保留而改变则返回true。
  • 示例：
List<String> list = new ArrayList<>(Arrays.asList("A", "B", "C", "D"));
List<String> toRetain = Arrays.asList("B", "C");
list.retainAll(toRetain); // 只保留"B"和"C"
System.out.println(list); // [B, C]
5. void clear()
  • 功能：清空List中所有元素（size变为0，但对象本身仍可使用）。
  • 示例：
List<String> list = new ArrayList<>(Arrays.asList("A", "B"));
list.clear();
System.out.println(list.size()); // 0
System.out.println(list); // []

三、获取与修改元素（查、改）

通过索引获取元素，或修改指定位置的元素。

1. E get(int index)
  • 功能：返回指定索引index处的元素。
  • 示例：
List<String> list = new ArrayList<>(Arrays.asList("A", "B", "C"));
String element = list.get(2); // 获取索引2的元素
System.out.println(element); // C
2. E set(int index, E element)
  • 功能：用element替换指定索引index处的元素，返回被替换的旧元素。
  • 示例：
List<String> list = new ArrayList<>(Arrays.asList("A", "B", "C"));
String old = list.set(1, "X"); // 替换索引1的元素为"X"
System.out.println(old); // B
System.out.println(list); // [A, X, C]

四、判断与查询（判断状态、查找元素）

判断元素是否存在、获取元素索引等。

1. boolean contains(Object o)
  • 功能：判断List中是否包含元素o（通过equals()判断，null用==）。
  • 示例：
List<String> list = Arrays.asList("A", "B", "C");
boolean hasB = list.contains("B"); // true
boolean hasX = list.contains("X"); // false
2. int indexOf(Object o)
  • 功能：返回元素o在List中首次出现的索引；若不存在，返回-1。
  • 示例：
List<String> list = Arrays.asList("A", "B", "A");
int firstA = list.indexOf("A"); // 0（首次出现的索引）
int xIndex = list.indexOf("X"); // -1
3. int lastIndexOf(Object o)
  • 功能：返回元素o在List中最后出现的索引；若不存在，返回-1。
  • 示例：
List<String> list = Arrays.asList("A", "B", "A");
int lastA = list.lastIndexOf("A"); // 2（最后出现的索引）
4. boolean isEmpty()
  • 功能：判断List是否为空（size == 0）。
  • 示例：
List<String> list = new ArrayList<>();
boolean empty = list.isEmpty(); // true（刚创建的List为空）
list.add("A");
empty = list.isEmpty(); // false
5. int size()
  • 功能：返回List中元素的数量。
  • 示例：
List<String> list = Arrays.asList("A", "B", "C");
int size = list.size(); // 3

五、迭代器（遍历元素）

List支持多种遍历方式，其中迭代器是安全修改元素的方式。

1. Iterator<E> iterator()
  • 功能：返回普通迭代器，支持单向遍历（hasNext()、next()）和删除（remove()）。
  • 注意：遍历中修改List结构（如add/remove）需用迭代器的remove()，否则抛ConcurrentModificationException。
  • 示例：
List<String> list = new ArrayList<>(Arrays.asList("A", "B", "C"));
Iterator<String> iterator = list.iterator();
while (iterator.hasNext()) {String elem = iterator.next();if (elem.equals("B")) {iterator.remove(); // 安全删除当前元素}
}
System.out.println(list); // [A, C]
2. ListIterator<E> listIterator()
  • 功能：返回List特有的迭代器，支持双向遍历（hasPrevious()、previous()）、添加（add(E e)）、修改（set(E e)）等。
  • 示例：
List<String> list = new ArrayList<>(Arrays.asList("A", "B", "C"));
ListIterator<String> listIt = list.listIterator();// 正向遍历
while (listIt.hasNext()) {System.out.print(listIt.next() + " "); // A B C
}// 反向遍历（需先正向遍历到末尾）
while (listIt.hasPrevious()) {System.out.print(listIt.previous() + " "); // C B A
}// 在当前位置添加元素（反向遍历到开头后，添加在最前面）
listIt.add("X");
System.out.println(list); // [X, A, B, C]

六、排序与反转

通过工具类或自身方法调整元素顺序。

1. void sort(Comparator<? super E> c)（Java 8+）
  • 功能：根据比较器c对List进行排序（ArrayList、LinkedList均实现）。
  • 示例：
List<Integer> numbers = new ArrayList<>(Arrays.asList(3, 1, 2));
// 自然排序（从小到大）
numbers.sort(Comparator.naturalOrder()); 
System.out.println(numbers); // [1, 2, 3]// 自定义排序（从大到小）
numbers.sort(Comparator.reverseOrder());
System.out.println(numbers); // [3, 2, 1]
2. static void reverse(List<?> list)（Collections工具类）
  • 功能：反转List中元素的顺序。
  • 示例：
List<String> list = new ArrayList<>(Arrays.asList("A", "B", "C"));
Collections.reverse(list); // 反转元素
System.out.println(list); // [C, B, A]

七、其他常用方法

1. List<E> subList(int fromIndex, int toIndex)
  • 功能：返回List中从fromIndex（包含）到toIndex（不包含）的子列表视图（非新集合，修改子列表会影响原List，反之亦然）。
  • 注意：fromIndex和toIndex需满足0 ≤ fromIndex ≤ toIndex ≤ size()，否则抛异常。
  • 示例：
List<String> list = new ArrayList<>(Arrays.asList("A", "B", "C", "D"));
List<String> sub = list.subList(1, 3); // 索引1（含）到3（不含）
System.out.println(sub); // [B, C]// 修改子列表，原List也会变化
sub.set(0, "X");
System.out.println(list); // [A, X, C, D]
2. Object[] toArray() 与 T[] toArray(T[] a)
  • 功能：将List转换为数组（详见「数组与List相互转换」专题）。
  • 示例：
List<String> list = Arrays.asList("A", "B");
String[] array = list.toArray(new String[0]); // 转换为String数组
System.out.println(Arrays.toString(array)); // [A, B]

八、注意事项

  1. 并发修改异常：使用增强for循环（for-each）遍历List时，若同时调用add/remove（非迭代器方法），会抛ConcurrentModificationException，需用Iterator或ListIterator的修改方法。
  2. 实现类选择：
    • 需频繁随机访问（get）：选ArrayList（数组实现，时间复杂度O(1)）。
    • 需频繁在首尾增删（add(0, e)、remove(0)）：选LinkedList（链表实现，时间复杂度O(1)）。
  3. null元素处理：List允许null，contains(null)、indexOf(null)等方法可正常处理（用==判断）。

通过上述API，可完成List的大部分操作。实际开发中，需根据业务场景（如增删频率、访问方式）选择合适的实现类，并注意遍历中的并发修改问题。

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