Java集合架構（四）—— Queue、LinkedList、PriorityQueue

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• Queue介面

　　Queue用於類比了隊列這種資料結構，隊列通常是指“先進先出”(FIFO)的容器。隊列的頭部儲存在隊列中時間最長的元素，隊列的尾部儲存在隊列中時間最短的元素。新元素插入(offer)到隊列的尾部，訪問元素(poll)操作會返回隊列頭部的元素。通常，隊列不容許隨機訪問隊列中的元素。

　　Queue介面中定義了如下幾個方法：

1. void add(Object e);　　   //將指定元素加入此隊列的尾部。
2. Object element();　　     //擷取隊列頭部的元素，但是不刪除該元素。
3. boolean offer(Object e); //將指定元素加入此隊列的尾部。當使用有容量限制的隊列時，此方法通常比add(Object e)方法更好。
4. Object peek(); 　　        //擷取隊列頭部的元素，但是不刪除該元素，如果此隊列為空白，則返回null。
5. Object poll();                //擷取隊列頭部的元素，並刪除該元素，如果此隊列為空白，則返回null。
6. Object remove();　　    //擷取隊列頭部的元素，並刪除該元素。

　　Queue有兩個常用的實作類別：LinkedList和PriorityQueue，下面分別介紹這兩個實作類別。

• LinkedList

　　LinkedList類是一個比較奇怪的類，它即是List介面的實作類別，這意味著它是一個List集合，可以根據索引來隨機訪問集合中的元素。除此之外，LinkedList還實現了Deque介面，Deque介面是Queue介面的子介面，它代表一個雙向隊列，Deque介面裡定義了一些可以雙向操作隊列的方法：

1. void addFirst(Object e);     //將指定元素插入該雙向隊列的開頭。
2. void addLast(Object e);　　//將指定元素插入該雙向隊列的末尾。
3. Iterator descendingIterator();  //返回以該雙向隊列對應的迭代器，該迭代器將以逆向順序來迭代隊列中的元素。
4. Object getFirst();　　　　　　//擷取、但不刪除雙向隊列的第一個元素。
5. Object getLast();　　           //擷取、但不刪除雙向隊列的最後一個元素。
6. boolean offerFirst(Object e);//將指定元素插入該雙向隊列的開頭
7. boolean offerLast(Object e);//將指定元素插入該雙向隊列的結尾
8. Object peekFirst();             //擷取、但不刪除雙向隊列的第一個元素；如果此雙端隊列為空白，則返回null。
9. Object peekLast();             //擷取、但不刪除該雙向隊列的最後一個元素；如果此雙端隊列為空白，則返回null。
10. Object pollFirst();              //擷取、並刪除雙向隊列的第一個元素；如果此雙端隊列為空白，則返回null。
11. Object pollLast();              //擷取、並刪除雙向隊列的最後一個元素，如果此雙端隊列為空白，則返回null。
12. Object pop();                    //pop出該雙向隊列所表示的棧中第一個元素。
13. void push(Object e);          //將一個元素push進該雙向隊列所表示的棧中。
14. Object removeFirst();        //擷取、並刪除該雙向隊列的第一個元素。
15. Object removeFirstOccurrence(Object e);   //刪除該雙向隊列的第一次的出現元素e。
16. removeLast();　　                    //擷取、並刪除該雙向隊列的最後一個元素。
17. removeLastOccurrence(Object e);    //刪除該雙向隊列的最後一次的出現元素e

　　從以上方法可以看出，LinkedList不僅可以當成雙向隊列使用，也可以當成“棧”使用，因為該類還包含了pop(出棧)和push(入棧)兩個方法。除此之外，LinkedList實現了List介面，所以還被當成List使用。

　　*建議：

1. 如果需要遍曆List集合元素，對於ArrayList、Vector集合，則應該使用隨機存取方法(get)來遍曆集合元素，這樣效能更好，對於LinkedList集合，則應該採用迭代器(Iterater)來遍曆集合元素。
2. 如果需要經常執行插入、刪除操作來改變List集合大小，則應該使用LinkedList集合，而不是ArrayList。使用ArrayList、Vector集合將需要經常重新分配記憶體數組的大小，其時間開銷往往是使用LinkedList時時間開銷的幾十倍，效果很差。
3. 如果有多條線程需要同時訪問List集合中的元素，可以考慮使用Vector這個同步實現。

• PriorityQueue實作類別

　　PriorityQueue是一個比較標準的隊列實作類別，之所以說它是比較標準的隊列實現，而不是絕對標準的隊列實現是因為：PriorityQueue儲存隊列元素的順序並不是按排入佇列的順序，而是按隊列元素的大小進行重新排序。因此當調用peek方法活著pull方法來取出隊列中的元素時，並不是取出最先進入隊列的元素，而是取出隊列中最小的元素。從這個意義上看，PriorityQueue已經違反了隊列的最基本原則:先進先出(FIFO)。下面程式示範了PriorityQueue隊列的用法。

public class Test {    public static void main(String[] args){        PriorityQueue<Integer> pq = new PriorityQueue<Integer>();            pq.offer(3);            pq.offer(-6);            pq.offer(9);            //列印結果為[-6, 3, 9]            System.out.println(pq);            //列印結果為-6            System.out.println(pq.peek());            //列印結果為-6            System.out.println(pq.poll());    }}

 　　PriorityQueue不允許插入null元素，它還需要對隊列元素進行排序，隊列元素有兩種排序方式：自然排序、定製排序； 關於使用自然排序和定製排序與前面講到的TreeSet集合一樣，讀者可以查看Java集合（二）這章的內容

Java集合架構（四）—— Queue、LinkedList、PriorityQueue