Java PriorityQueue数据结构接口原理及用法

PriorityQueue是从JDK1.5开始提供的新的数据结构接口，它是一种基于优先级堆的极大优先级队列。优先级队列是不同于先进先出队列的另一种队列。每次从队列中取出的是具有最高优先权的元素。如果不提供Comparator的话，优先队列中元素默认按自然顺序排列，也就是数字默认是小的在队列头，字符串则按字典序排列（参阅 Comparable），也可以根据 Comparator 来指定，这取决于使用哪种构造方法。优先级队列不允许 null 元素。依靠自然排序的优先级队列还不允许插入不可比较的对象（这样做可能导致 ClassCastException）

优先级队列是无界的，但是有一个内部容量，控制着用于存储队列元素的数组大小。它通常至少等于队列的大小。随着不断向优先级队列添加元素，其容量会自动增加。无需指定容量增加策略的细节

简单应用：

package test;import java.util.PriorityQueue;public class PriorityQueueTest1 { @SuppressWarnings('unchecked') public static void main(String[] args) { PriorityQueue queue = new PriorityQueue(); queue.add('AAAAA'); // Add接受的参数是Obj，PriorityQueue使用integer String等基本的数据类型时，默认new时有参数，如果不写则是按照默认排序 queue.add('BBBBB'); queue.add('CCCCC'); queue.add('DDDDD'); System.out.println(queue.peek()); // 获取但不移除此队列的头 System.out.println(queue.poll()); // 获取并移除此队列的头 System.out.println(queue.poll()); queue.offer('ZZZZZ'); // 将指定的元素插入此优先级队列 System.out.println(queue.poll()); System.out.println(queue.poll()); System.out.println(queue.poll()); System.out.println(queue.poll()); // 到这里已经没有元素，打印Null }}

定义比较器：

package test;import java.util.Comparator;import java.util.PriorityQueue;@SuppressWarnings('unchecked')public class PriorityQueueTest2 { private static PriorityQueue queue = new PriorityQueue(10,new Comparators()); public static void main(String[] args) { QueueObject queueObject = new QueueObject(); queueObject.setId(4); queueObject.setObject('AAAAA'); queue.add(queueObject); QueueObject queueObject1 = new QueueObject(); queueObject1.setId(1); queueObject1.setObject('BBBBB'); queue.add(queueObject1); QueueObject queueObject2 = new QueueObject(); queueObject2.setId(3); queueObject2.setObject('CCCCC'); queue.add(queueObject2); System.out.println(((QueueObject)queue.poll()).getObject()); System.out.println(((QueueObject)queue.poll()).getObject()); System.out.println(((QueueObject)queue.poll()).getObject()); }}class QueueObject { private int id; private Object object; public int getId() { return id; } public void setId(int id) { this.id = id; } public Object getObject() { return object; } public void setObject(Object object) { this.object = object; }}@SuppressWarnings('unchecked')class Comparators implements Comparator{ public int compare(Object arg0, Object arg1) { int val1 = ((QueueObject)arg0).getId(); int val2 = ((QueueObject)arg1).getId(); return val1 < val2 ? 0 : 1; }}

注意事项：

注意1：该队列是用数组实现，但是数组大小可以动态增加，容量无限。

注意2:此实现不是同步的。不是线程安全的。如果多个线程中的任意线程从结构上修改了列表， 则这些线程不应同时访问 PriorityQueue 实例，这时请使用线程安全的PriorityBlockingQueue 类。

注意3:不允许使用 null 元素。

注意4：此实现为插入方法（offer、poll、remove() 和 add 方法）提供 O(log(n)) 时间；

为 remove(Object) 和 contains(Object) 方法提供线性时间；为检索方法（peek、element 和 size）提供固定时间。

注意5:方法iterator()中提供的迭代器并不保证以有序的方式遍历优先级队列中的元素。

至于原因可参考下面关于PriorityQueue的内部实现

如果需要按顺序遍历，请考虑使用 Arrays.sort(pq.toArray())。

注意6：可以在构造函数中指定如何排序。如：

PriorityQueue() 使用默认的初始容量（11）创建一个 PriorityQueue，并根据其自然顺序来排序其元素（使用 Comparable）。 PriorityQueue(int initialCapacity) 使用指定的初始容量创建一个 PriorityQueue，并根据其自然顺序来排序其元素（使用 Comparable）。 PriorityQueue(int initialCapacity, Comparator comparator) 使用指定的初始容量创建一个 PriorityQueue，并根据指定的比较器comparator来排序其元素。

注意7:此类及其迭代器实现了 Collection 和 Iterator 接口的所有可选 方法。

PriorityQueue的内部实现

PriorityQueue对元素采用的是堆排序，头是按指定排序方式的最小元素。堆排序只能保证根是最大（最小），整个堆并不是有序的。

方法iterator()中提供的迭代器可能只是对整个数组的依次遍历。也就只能保证数组的第一个元素是最小的

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持好吧啦网。