Коллекции глубже

HashMap — это хеш-таблица: в среднем O(1) на get/put и никаких гарантий порядка. LinkedHashMap расширяет её двусвязным списком, продетым сквозь записи, и сохраняет порядок вставки — или порядок обращений, что превращает её в LRU-кэш через removeEldestEntry — по-прежнему за O(1) и ценой небольшой памяти. TreeMap — красно-чёрное дерево: ключи упорядочены через Comparable/Comparator, операции за O(log n), ключ null запрещён.

ArrayDeque реализует Deque поверх растущего кольцевого массива, поэтому добавления и удаления с обоих концов — амортизированные O(1) при непрерывном, дружественном к кэшу хранении. LinkedList тоже реализует Deque, но каждому элементу нужен отдельный узел с двумя ссылками, что стоит памяти, локальности и нагрузки на сборщик мусора. ArrayDeque — рекомендуемый стек (вместо устаревшего Stack) и очередь; он лишь запрещает элементы null.

List.of() строит по-настоящему неизменяемый список: он копирует аргументы в собственное хранилище, отвергает элементы null и не отдаёт наружу ссылку на какую-либо исходную коллекцию, поэтому изменить его нельзя ничем. Collections.unmodifiableList(list) возвращает лишь доступное для чтения представление — его собственные мутаторы бросают UnsupportedOperationException, но запись через исходную ссылку list по-прежнему видна через это представление.

Упорядочена только голова. PriorityQueue — это двоичная куча, поэтому peek/poll всегда возвращают наименьший элемент по естественному порядку или по переданному Comparator, но iterator() и toString() обходят внутренний массив в порядке кучи, а он не отсортирован. offer/poll стоят O(log n), peek — O(1), а у элементов с равным приоритетом нет определённого взаимного порядка — очередь не стабильна и не FIFO внутри приоритета.

Iterator обходит любую Collection только вперёд, с hasNext, next и remove. ListIterator, доступный только из List, ещё и идёт назад через hasPrevious/previous, сообщает позиции через nextIndex/previousIndex, заменяет последний возвращённый элемент через set и вставляет у курсора через add. Оба fail-fast при структурном изменении вне итератора.

Цикл for-each работает на собственном fail-fast Iterator списка. names.remove(name) меняет modCount списка за спиной итератора, поэтому следующий next() обнаруживает modCount != expectedModCount и бросает ConcurrentModificationException — второй поток тут ни при чём. Исправление: менять через сам итератор (it.remove() после it.next()) или просто вызвать names.removeIf(n -> n.length() == 3); обход копии тоже работает.

Обычный Set обещает лишь уникальность — HashSet не даёт никакого порядка. SortedSet, реализуемый через TreeSet, держит элементы в порядке Comparable/Comparator и добавляет first, last и диапазонные представления headSet/tailSet/subSet. NavigableSet расширяет его поиском ближайшего — floor, ceiling, lower, higher — плюс pollFirst/pollLast и descendingSet/descendingIterator, всё за O(log n).

Java 21 даёт каждой коллекции с определённым порядком обхода общий супертип. SequencedCollection объявляет getFirst/getLast, addFirst/addLast, removeFirst/removeLast и reversed(); его реализуют List, Deque и LinkedHashSet, поэтому list.getFirst() заменяет list.get(0). SequencedSet сужает reversed() до множества, а SequencedMap добавляет firstEntry/lastEntry и putFirst/putLast. reversed() — живое представление, а не копия.