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下面是 Java 集合框架中 List 接口及其子类的详细介绍，并用 UML 图表展示层次结构关系。最后，我会用表格对比各个类的差异。
Java 集合框架中 List 接口及其子类
UML 类图描述
以下是 List 接口及其子类的 UML 类图描述，不包含方法。
详细说明
List 接口
- List: 有序集合，允许重复元素。提供了按位置访问元素的能力。
子类
-
ArrayList:
- 基于数组实现的列表。
- 提供快速的随机访问（O(1) 时间复杂度）。
- 插入和删除操作（尤其是中间位置）相对较慢（O(n) 时间复杂度）。
-
LinkedList:
- 基于双向链表实现的列表。
- 提供快速的插入和删除操作（O(1) 时间复杂度）。
- 随机访问较慢（O(n) 时间复杂度）。
-
Vector:
- 类似于
ArrayList，但线程安全。 - 提供快速的随机访问（O(1) 时间复杂度）。
- 插入和删除操作（尤其是中间位置）相对较慢（O(n) 时间复杂度）。
- 类似于
-
Stack:
- 继承自
Vector，用于实现栈结构。 - 提供后进先出（LIFO）的访问方式。
- 提供快速的随机访问（O(1) 时间复杂度）。
- 插入和删除操作（尤其是中间位置）相对较慢（O(n) 时间复杂度）。
- 继承自
表格对比各个类差异
| 特性 | ArrayList | LinkedList | Vector | Stack |
|---|---|---|---|---|
| 实现方式 | 基于数组 | 基于双向链表 | 基于数组 | 基于数组（继承自 Vector） |
| 线程安全性 | 不安全 | 不安全 | 线程安全 | 线程安全 |
| 随机访问性能 | 快（O(1)） | 慢（O(n)） | 快（O(1)） | 快（O(1)） |
| 插入/删除性能 | 慢（尤其是中间位置，O(n)） | 快（O(1)） | 慢（尤其是中间位置，O(n)） | 慢（尤其是中间位置，O(n)） |
| 内存使用 | 固定大小数组，可能浪费空间 | 动态分配节点，内存使用更灵活 | 固定大小数组，可能浪费空间 | 固定大小数组，可能浪费空间 |
| 适用场景 | 需要快速随机访问的场景 | 需要频繁插入和删除的场景 | 需要线程安全的场景 | 需要栈结构的场景 |
总结
通过上述 UML 图表和表格对比，你可以清晰地看到 List 接口及其子类之间的层次结构关系和各自的特性。选择合适的 List 实现类可以显著提高程序的性能和效率。