Какая иерархия коллекций в Java

1️⃣ Как кратко ответить

Иерархия коллекций в Java начинается с интерфейса Collection, который расширяется интерфейсами List, Set и Queue. List реализуется классами ArrayList, LinkedList, Vector, Stack. Set реализуется классами HashSet, LinkedHashSet, TreeSet. Queue реализуется классами PriorityQueue, LinkedList. Отдельно стоит интерфейс Map, который реализуется классами HashMap, LinkedHashMap, TreeMap, Hashtable.

2️⃣ Подробное объяснение темы

Иерархия коллекций в Java представляет собой структуру, которая организует различные типы коллекций, предоставляемых в стандартной библиотеке Java. Коллекции используются для хранения групп объектов в Java. Они обеспечивают более гибкие и мощные средства для работы с данными по сравнению с массивами.

Основные интерфейсы

1. Collection: Базовый интерфейс для всех коллекций. Он определяет основные методы, такие как add(), remove(), size(), clear(), и другие, которые должны быть реализованы всеми коллекциями.

2. List: Интерфейс, который расширяет Collection и представляет упорядоченные коллекции, которые могут содержать дубликаты. Элементы в List имеют индекс, что позволяет обращаться к ним по порядковому номеру.

   • ArrayList: Реализует динамический массив, который может изменять свой размер. Быстрая произвольная выборка элементов, но медленные операции вставки и удаления.
   • LinkedList: Реализует двусвязный список. Быстрые операции вставки и удаления, но медленная произвольная выборка.
   • Vector: Устаревший класс, аналогичный ArrayList, но синхронизированный.
   • Stack: Подкласс Vector, реализующий структуру данных "стек" (LIFO).

3. Set: Интерфейс, который расширяет Collection и представляет коллекции, не содержащие дубликатов.

   • HashSet: Реализует множество на основе хэш-таблицы. Не гарантирует порядок элементов.
   • LinkedHashSet: Поддерживает порядок вставки элементов.
   • TreeSet: Реализует множество на основе красно-черного дерева. Поддерживает естественный порядок элементов или порядок, заданный компаратором.

4. Queue: Интерфейс, который расширяет Collection и представляет коллекции, работающие по принципу "первый вошел, первый вышел" (FIFO).

   • PriorityQueue: Очередь с приоритетами, где элементы извлекаются в порядке их приоритета.
   • LinkedList: Может использоваться как очередь, поддерживая операции вставки и удаления с обоих концов.

5. Map: Интерфейс, который не расширяет Collection, но является частью фреймворка коллекций. Он представляет коллекции пар "ключ-значение".

   • HashMap: Реализует отображение на основе хэш-таблицы. Не гарантирует порядок элементов.
   • LinkedHashMap: Поддерживает порядок вставки элементов.
   • TreeMap: Реализует отображение на основе красно-черного дерева. Поддерживает естественный порядок ключей или порядок, заданный компаратором.
   • Hashtable: Устаревший класс, аналогичный HashMap, но синхронизированный.

Пример использования

Рассмотрим пример использования некоторых коллекций:

import java.util.*;
​
public class CollectionExample {
    public static void main(String[] args) {
        // Создание и использование ArrayList
        List<String> arrayList = new ArrayList<>();
        arrayList.add("Apple");
        arrayList.add("Banana");
        arrayList.add("Cherry");
        System.out.println("ArrayList: " + arrayList);
​
        // Создание и использование HashSet
        Set<String> hashSet = new HashSet<>();
        hashSet.add("Dog");
        hashSet.add("Cat");
        hashSet.add("Bird");
        System.out.println("HashSet: " + hashSet);
​
        // Создание и использование PriorityQueue
        Queue<Integer> priorityQueue = new PriorityQueue<>();
        priorityQueue.add(10);
        priorityQueue.add(20);
        priorityQueue.add(15);
        System.out.println("PriorityQueue: " + priorityQueue);
​
        // Создание и использование HashMap
        Map<String, Integer> hashMap = new HashMap<>();
        hashMap.put("Key1", 100);
        hashMap.put("Key2", 200);
        hashMap.put("Key3", 300);
        System.out.println("HashMap: " + hashMap);
    }
}

• ArrayList: Создается список строк, в который добавляются элементы "Apple", "Banana", "Cherry". Выводится на экран.
• HashSet: Создается множество строк, в которое добавляются элементы "Dog", "Cat", "Bird". Выводится на экран. Порядок элементов может отличаться от порядка добавления.
• PriorityQueue: Создается очередь с приоритетами, в которую добавляются числа 10, 20, 15. Выводится на экран. Элементы извлекаются в порядке их приоритета.
• HashMap: Создается отображение, в которое добавляются пары "ключ-значение". Выводится на экран. Порядок элементов не гарантируется.