Какую структуру данных лучше использовать для частого удаления первого элемента в Java

Что проверяют

Знаете ли вы, как коллекции устроены внутри, и не остановились ли на ответе из старых учебников «берите LinkedList». Следом обычно спрашивают, почему ArrayList.remove(0) медленный и что выбрать, если доставать нужно по приоритету.

Как отвечать

Лучший ответ сегодня: ArrayDeque. Это кольцевой буфер на массиве с индексами головы и хвоста. pollFirst() и removeFirst() просто сдвигают голову, это O(1) без копирования. Документация JDK прямо пишет, что в роли очереди ArrayDeque скорее всего быстрее LinkedList.

Сравнение, которое стоит проговорить:

• ArrayList.remove(0): O(n), после удаления весь хвост сдвигается через System.arraycopy. На большом списке и частых удалениях это квадратичная работа;
• LinkedList.removeFirst(): тоже O(1), но каждый элемент живёт в отдельном узле со ссылками вперёд и назад. Больше памяти, хуже локальность, больше работы сборщику мусора;
• ArrayDeque: O(1), элементы лежат в одном массиве, лишних объектов нет. Ограничение: null хранить нельзя, получите NullPointerException;
• PriorityQueue: если «первый» значит минимальный по приоритету, а не самый старый. poll() стоит O(log n);
• многопоточность: ArrayBlockingQueue, LinkedBlockingQueue или ConcurrentLinkedDeque, в зависимости от того, нужны ли блокировка и ограничение размера.

Хорошо дополнить разницей методов: removeFirst() на пустой очереди бросает NoSuchElementException, а pollFirst() возвращает null. Для цикла обработки очереди удобнее второй. Переменную объявляйте типом Deque или Queue, тогда реализацию легко заменить.

Где спотыкаются

Отвечают LinkedList и на этом останавливаются. Формально верно, но интервьюер ждёт ArrayDeque и объяснения, почему он выигрывает на реальном железе.

Видят в Java 21 метод removeFirst() у List (он пришёл вместе с SequencedCollection) и решают, что у ArrayList удаление первого стало дешёвым. Метод новый, а стоимость прежняя: O(n) со сдвигом.

Не уточняют, что значит «первый». Если задача про самый срочный элемент, очередь по порядку вставки даст неверный результат, нужна PriorityQueue.