Какие типы коллекций существуют в Java?

В Java основные типы коллекций представлены в J2SE Collections Framework и делятся на три основные категории:

1. Set:
   • Неупорядоченные коллекции, не содержащие дубликатов.
   • Реализации: HashSet, LinkedHashSet, TreeSet.
2. List:
   • Упорядоченные коллекции, элементы которых доступны по индексу. Могут содержать дубликаты.
   • Реализации: ArrayList, LinkedList, Vector, Stack.
3. Map:
   • Хранят пары "ключ-значение". Ключи уникальны, значения — нет. Элементы хранятся без определенного порядка (кроме LinkedHashMap и TreeMap).
   • Реализации: HashMap, LinkedHashMap, TreeMap, Hashtable.

Кроме этих основных интерфейсов (Set, List, Map), существуют также менее распространенные:

• Queue: Коллекция, разработанная для удержания элементов до их обработки. Обычно работает по принципу FIFO (первым пришел — первым ушел).
  • Реализации: PriorityQueue, ArrayDeque, LinkedList.
• Deque: Двусторонняя очередь, поддерживающая вставку и извлечение элементов с обоих концов.
  • Реализации: ArrayDeque, LinkedList.

Абстрактный класс Collection является корневым интерфейсом для большинства иерархии коллекций (Set, List, Queue). Map не реализует Collection.

Примеры использования:

// ArrayList
ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
list.add("Apple");
list.add("Banana");
list.add("Apple"); // Дубликат разрешен

// HashSet
HashSet<String> set = new HashSet<>();
set.add("Apple");
set.add("Banana");
set.add("Apple"); // Игнорируется, т.к. дубликаты не разрешены

// HashMap
HashMap<String, Integer> map = new HashMap<>();
map.put("Apple", 1);
map.put("Banana", 2);
map.put("Orange", 1); // Значения могут быть одинаковыми

Выбор конкретной реализации зависит от требуемых характеристик: необходимость сохранения порядка, допустимость дубликатов, скорость доступа и вставки, многопоточность и т.д. Например, ArrayList удобен для быстрого доступа по индексу, LinkedList для частой вставки/удаления в середине, HashSet для быстрого поиска уникальных элементов, а HashMap для хранения данных по ключу. Vector и Hashtable — синхронизированные (thread-safe) реализации, но обычно предпочтительнее использовать несинхронизированные версии (ArrayList, HashMap) и обеспечивать синхронизацию на другом уровне, или использовать коллекции из пакета java.util.concurrent. LinkedHashSet и LinkedHashMap сохраняют порядок вставки. TreeSet и TreeMap хранят элементы в отсортированном порядке. ArrayDeque часто предпочтительнее Stack и LinkedList при использовании в качестве стека или очереди из-за лучшей производительности. PriorityQueue организует элементы в соответствии с их естественным порядком или с помощью Comparator.