Какова структура фреймворка коллекций в Java?

Фреймворк коллекций (Collections Framework) в Java обеспечивает унифицированную архитектуру для представления и манипулирования коллекциями объектов. Он включает в себя интерфейсы, реализации и алгоритмы.

Ключевые интерфейсы:

• Collection: Корневой интерфейс, представляющий группу объектов (элементов). Объявляет базовые операции: добавление, удаление, проверка наличия элемента.
• List: Упорядоченная коллекция, элементы которой доступны по индексу. Допускает дубликаты.
• Set: Коллекция, которая не содержит дубликатов. Не гарантирует порядок элементов.
• SortedSet: Set, элементы которого отсортированы по возрастанию (в естественном порядке или с использованием Comparator).
• NavigableSet: SortedSet с методами для поиска ближайших элементов по заданному значению.
• Queue: Коллекция, предназначенная для хранения элементов до их обработки. Обычно работает по принципу FIFO (первым вошел — первым вышел).
• Deque: Двунаправленная очередь, поддерживающая добавление и удаление элементов с обоих концов.
• Map: Не наследует Collection. Представляет собой отображение пар ключ-значение. Ключи уникальны.
• SortedMap: Map, чьи ключи отсортированы.
• NavigableMap: SortedMap с методами для поиска ближайших ключей.
• Iterator: Интерфейс для итерации по элементам коллекции.

Стандартные реализации:

• ArrayList: Реализация List на основе массива. Хорошо для доступа по индексу.
• LinkedList: Реализация List и Deque на основе двусвязного списка. Хорошо для вставок и удалений.
• HashSet: Реализация Set на основе хэш-таблицы. Быстрый доступ, случайный порядок.
• LinkedHashSet: Реализация Set и HashSet на основе хэш-таблицы и связного списка. Быстрый доступ, сохраняет порядок добавления.
• TreeSet: Реализация SortedSet и NavigableSet на основе красно-черного дерева. Элементы отсортированы.
• HashMap: Реализация Map на основе хэш-таблицы. Быстрый доступ по ключу, случайный порядок.
• LinkedHashMap: Реализация Map и HashMap на основе хэш-таблицы и связного списка. Быстрый доступ по ключу, сохраняет порядок добавления или доступа.
• TreeMap: Реализация SortedMap и NavigableMap на основе красно-черного дерева. Ключи отсортированы.
• PriorityQueue: Реализация Queue на основе двоичной кучи. Элементы упорядочены согласно их приоритету.

Класс Collections предоставляет статические методы для работы с коллекциями, такие как сортировка, поиск, синхронизация, создание неизменяемых коллекций.

Пример использования ArrayList:

// Создание ArrayList
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

List<String> names = new ArrayList<>();

// Добавление элементов
names.add("Alice");
names.add("Bob");
names.add("Charlie");

// Доступ к элементу по индексу
String firstPerson = names.get(0); // "Alice"

// Размер коллекции
int size = names.size(); // 3

// Итерация
for (String name : names) {
    System.out.println(name);
}