java集合類之List
概述
List是一種有序的集合介面。List的例項支援通過下標訪問元素，下標從0開始計數。List允許重複的元素（Set是不允許重複的元素的）。
需要注意的是：如果List的例項允許將例項本身作為元素，那麼該例項的equals和hashCode的意義將不再明確。
List定義了以下操作：
| 操作型別 | 方法 | 說明 |
|---|---|---|
| Query | int size(); boolean isEmpty(); boolean contains(Object o); Iterator iterator(); Object[] toArray(); T[] toArray(T[] a); | |
| Modification | boolean add(E e); boolean remove(Object o); |
|
| Bulk Modification | boolean containsAll(Collection c); boolean addAll(Collection c); boolean addAll(int index, Collection c); boolean removeAll(Collection c); boolean retainAll(Collection c); void replaceAll(UnaryOperator operator); void sort(Comparator c); void clear(); | |
| Comparison and hashing | boolean equals(Object o); int hashCode(); |
|
| Positional Access | E get(int index); E set(int index, E element); void add(int index, E element); E remove(int index); |
基於下標的訪問 |
| Search | int indexOf(Object o); int lastIndexOf(Object o); |
|
| List Iterators | ListIterator listIterator(); ListIterator listIterator(int index); |
|
| View | List subList(int fromIndex, int toIndex); Spliterator spliterator(); |
實現類包括：AbstractList, AbstractSequentialList, ArrayList, AttributeList, CopyOnWriteArrayList, LinkedList, RoleList, RoleUnresolvedList, Stack, Vector
AbstractList
AbstractList抽象類實現了List的骨架。用於減輕實現隨機訪問型儲存資料List（如ArrayList）的工作。使用該類的策略如下：
1. 如果要實現一個不可變的list，只需繼承AbstractList並實現get(int)和size()方法。
2. 如果要實現一個可變的list，還需實現set(int, E)及可選的add(int, E)和remove(int)方法。
3. 一般要提供一個無參構造器和集合構造器。（見Collection介面的說明）
4. 不需要實現迭代器。
AbstractSequentialList
AbstractSequentialList實現了List的骨架，用於減輕實現順序訪問型List（如LinkedList）的工作。使用該類的策略如下:
1. 要實現一個list，只需繼承AbstractSequentialList並實現listIterator()和size()方法。
2. 要實現一個不可變的list，只需實現list iterator的hasNext, next, hasPrevious, previous和index方法。
3. 要實現一個可變的list，還需實現set方法。要實現一個可變size的list，還需實現list iterator的remove和add方法。
4. 一般要提供一個無參構造器和集合構造器。（見Collection介面的說明）
ArrayList
ArrayList是List介面的可變大小陣列類。是隨機訪問型List實現。除實現了所有List介面定義的方法外，還額外實現了一些運算元組容量的方法。ArrayList有一個capacity屬性，它是陣列能夠儲存元素的的最大尺寸。並且隨著元素的插入，capacity自動增長。其特性如下：
1. 允許null元素。
2. size、isEmpty、get、set、iterator、listIterator方法的執行在常量時間完成；add方法執行時間O(n)。其他操作執行線上性時間完成。
3. 加入元素（add方法），size自動增長。如果插入一個元素時list已滿，則重新分配的儲存空間為當前的1.5倍。
4. 該實現執行緒不安全。（與Vector類功能大致相當，而Vector類是線性安全的）
5. 可序列化
注意：
- 使用無參建構函式例項化的ArrayList物件，預設capacity為10。並且在插入第一個元素時才會分配這10個儲存空間。
- size增長重新分配儲存空間會將增長前的內容複製到新分配的空間前面。
- 如果要連續插入大量的元素，最好在插入之前通過ensureCapacity方法增加容量。否則會多次重新分配儲存空間。
AttributeList
AttributeList用於展示MBean的屬性。是ArrayList的一個子類。AttributeList不強制要求其元素是Attribute型別，但是在呼叫asList()方法後，插入非Attribute類物件，會丟擲IllegalArgumentException異常。這是一個用於MBean管理的專用類，這裡不過多敘述。
CopyOnWriteArrayList
CopyOnWriteArrayList是一種執行緒安全的ArrayList變種。其對list作出修改的所有操作都是在原陣列上進行了一個包含修改（add、set或remove）內容的全新拷貝。其內部指向陣列的引用（array）指向新的陣列的引用，原來的陣列被丟棄。每次修改操作都有記憶體拷貝，操作代價太大。因此該類的使用具有侷限性。其特性如下：
1. 執行緒安全。
2. 在遍歷操作遠遠多於修改操作的情況下，適合使用該類。其iterator是當前的一個快照（array引用），在iterator的生命週期中，其他執行緒對該list的修改將不會引起併發異常。但是iterator不支援修改值。
3. 允許null元素。
##### LinkedList
LinkedList是實現了List和Deque介面的雙向連結表類。是順序訪問型list。所有的操作都與雙向列表一樣能預期。內部使用Node來儲存元素。其具有以下特性：
1. 執行緒不安全。
2. 允許null元素。
3. 索引操作將從頭或從尾開始遍歷列表，具體從哪一邊開始以索引更靠近哪一邊為準。
4. 其按下標訪問元素（隨機訪問）效能不佳。
RoleList和RoleUnresolvedList
它們是ArrayList的子類。專用於表示Role物件（RoleUnresolved物件）。但其繼承的ArrayList模板的型別是Object而不是Role，所以其add、set、addAll方法有兩種:以Object型別作引數和以Role型別（或RoleUnresolved型別）作引數。
其特性同ArrayList。
Vector
Vector是可增長的陣列類，可通過index下標訪問元素。其size可以增長或收縮。因此Vector具有優化的儲存容量，由capacity和capacityIncrement引數管理。capacity至少等於Vector的size，每次增長的容量是capacityIncrement指定。如果要插入大量的元素，最後事先呼叫ensureCapacity(int)增長容量以減少重新分配儲存空間的操作。其無參建構函式的預設capacity是10，capacityIncrement是0（<=0 表示容量每次增長一倍）。具有隨機訪問特性。
Vector是執行緒安全的
除去容量增長由capacityIncrement指定和執行緒安全外，其餘同ArrayList。如不需要考慮執行緒安全問題則優先使用ArrayList。
Stack
Stack是一個LIFO（後入先出）的棧結構類。Stack是Vector的子類，它實現了額外的5個方法來將Vector擴充套件為一個棧。
- 棧通用的push、pop方法
- peek方法窺探棧頂元素
- empty方法檢查是否為空棧
- search方法檢查一個元素到棧頂的距離
當棧建立時是不包含元素的。
一個完整和一致性的棧是Deque介面和其例項。Deque介面例項應優先於Stack使用。
對於List類執行緒不安全的實現：
1. 如果多個執行緒同時訪問，並且至少有一個執行緒會在結構上修改列表，那麼必須在外部進行同步。通常使用封裝這個list的類的某個物件來同步，如果沒有則使用：
List list = Collections.synchronizedList(new XxxList(…));
2. 由iterator和listIterator返回的迭代器是fail-fast的。如果在迭代器建立之後list被結構化地修改（除迭代器自己的add或remove方法）。迭代器繼續遍歷將拋ConcurrentModificationException異常。
3. 迭代器的fail-fast行為不具有硬性保證，僅用於檢測錯誤。