【java提高】---queue集合

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queue集合

什麼是Queue集合？

答：Queue用於類比隊列這種資料結構。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存放時間最長的元素，尾部儲存存放時間最短的元素。

新元素插入到隊列的尾部，取出元素會返回隊列頭部的元素。通常，隊列不允許隨機訪問隊列中的元素。

 一、認識queue1、Queue 方法介紹

     從上面來看，Queue（隊列）介面繼承自Collection，用來表示內部元素具有先後順序的集合。除了基本的集合操作外，隊列還提供了其他插入、刪除和檢查操作。Queue介面定義如下：

public interface Queue<E> extends Collection<E> {        E element();        boolean offer(E e);        E peek();        E poll();        E remove();  }

       每一個隊列相關方法都提供了兩種形式：一種如果操作失敗拋出異常，另一種如果操作失敗返回一個特殊值（null或false）。

 Queue介面結構如所示：

操作	拋出異常	返回特殊值
插入	add(e)	offer(e)
移除	remove()	poll()
檢查	element()	peek()

 

 

 

 

 

 

 

(1).add(E), offer(E) 在尾部添加:

       他們的共同之處是建議實作類別禁止添加 null 元素，否則會報null 指標 NullPointerException；

不同之處在於 add() 方法在添加失敗（比如隊列已滿）時會報 一些執行階段錯誤 錯；而 offer() 方法即使在添加失敗時也不會奔潰，只會返回 false。

(2)remove(), poll() 刪除並返回頭部

       當隊列為空白時 remove() 方法會報 NoSuchElementException 錯; 而 poll() 不會奔潰，只會返回 null。

(3)element(), peek() 擷取但不刪除

      當隊列為空白時 element() 拋出異常；peek() 不會奔潰，只會返回 null。

2、其它

(1)雖然 LinkedList 沒有禁止添加 null，但是一般情況下 Queue 的實作類別都不允許添加 null 元素，因為 poll(), peek() 方法在異常的時候會返回 null，你添加了 null　以後，當擷取時不好分辨究竟是否正確返回。

(2)Queue 一般都是 FIFO 的，但是也有例外，比如優先隊列 priority queue（它的順序是根據自然排序或者自訂 comparator 的）；再比如 LIFO 的隊列（跟棧一樣，後來進去的先出去）。

(3)不論進入、出去的先後順序是怎樣的，使用 remove()，poll() 方法操作的都是 頭部 的元素；而插入的位置則不一定是在隊尾了，不同的 queue 會有不同的插入邏輯。

 

 二、PriorityQueue實作類別

        PriorityQueue是一個比較標準的隊列實作類別。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列。因此當調用peek()方法或者poll()方法取出隊

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。

1、PriorityQueue的排序方式

  PriorityQueue中的元素可以預設自然排序（也就是數字預設是小的在隊列頭，字串則按字典序排列）或者通過提供的Comparator（比較子）在隊列執行個體化時指定的排序方式。

（1）小案例

PriorityQueue<Integer> qi = new PriorityQueue<Integer>();        qi.offer(5);        qi.offer(2);        qi.offer(1);        qi.offer(10);        qi.offer(3);        while (!qi.isEmpty()){          System.out.print(qi.poll() + ",");        }        System.out.println();        //採用降序排列的方式，越小的越排在隊尾        Comparator<Integer> cmp = new Comparator<Integer>() {          public int compare(Integer e1, Integer e2) {            return e2 - e1;          }        };        //這裡是初始容量3，當我們超過3個會自動擴容，所以說它是個無邊界容器        PriorityQueue<Integer> q2 = new PriorityQueue<Integer>(3,cmp);        q2.offer(2);        q2.offer(8);        q2.offer(9);        q2.offer(1);        while (!q2.isEmpty()){              System.out.print(q2.poll() + ",");            }

輸出結果：

由此可以看出，預設情況下PriorityQueue採用自然排序。指定Comparator的情況下，PriorityQueue採用指定的排序方式。

注意：當PriorityQueue中沒有指定Comparator時，加入PriorityQueue的元素必須實現了Comparable介面（即元素是可比較的），否則會導致 ClassCastException。

（比如你放入的是對象，那麼必須指定Comparator，因為對象是無法比較的）

2、 PriorityQueue特性 

   (1)隊列元素根據自然排序或者根據具體的比較子排序

   (2)執行個體化時若未指定初始容量，預設容量為11

   (3)自動擴容。如果容量小於64，兩倍增長擴容；否則增長50%

   (4)無邊界容器

   (5)不支援null元素

   (6)非安全執行緒

   (7)支援被序列化

   (8)入隊出隊的時間複雜度O(log(n))

有關Dueue介面與ArrayDeque實作類別和LinkedList實作類別以後用到了再寫他們。

現在只要知道：

(1)Deque介面是Queue介面的子介面，它代表一個雙端隊列。

(2)LinkedList是List介面的實作類別，因此它可以是一個集合，可以根據索引來隨機訪問集合中的元素。此外，它還是Duque介面的實作類別，因此也可以作為一個雙端隊列，或者棧來使用。

 

想太多，做太少，中間的落差就是煩惱。想沒有煩惱，要麼別想，要麼多做。少校【13】

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