Java - структура данных, содержащая набор различных подклассов одного и того же суперкласса.

Вы можете сделать это с любой существующей структурой данных, я бы рекомендовал List или Set. Например:

Collection<Super> supers = new ArrayList<Super>();  

Теперь, когда вы говорите это:

Я предполагаю, что смогу отбросить каждый слот списка в любой из подклассов,

Это неверное предположение. Коллекция будет содержать любой объект, который расширяет Super, однако вы не можете произвольно преобразовать каждый элемент во что угодно. Вам нужно будет выполнить тест instanceof для каждого элемента, если вы ищете функциональность такого типа, пример ниже:

for(Super currentSuper : supers)  
{  
    if(currentSuper instanceof SubA)  
    {  
         SubA subA = (Suba) currentSuper);  
         // do stuff with subA
    }  
    else if(currentSuper instanceof SubB)  
    {  
         SubB subB = (SubB) currentSuper);  
         // do stuff with subB
    } 
}  

Объем по мере необходимости.

Теперь по поводу Влада:

и гораздо лучшим дизайном было бы не проверять, что такое фактический класс, а просто вызывать виртуальный метод, который в любом случае будет делать правильные вещи.

Если вы можете гарантировать функциональность всех потенциальных подклассов и не имеете проблем с людьми, переопределяющими ваши классы (если вы не отметили их как окончательные), вам не нужно выполнять экземпляр test. Вместо этого ваш код может быть таким же простым, как:

for(Super currentSuper : supers)  
{  
    currentSuper.doSomethingNifty();
}