优先级队列：PriorityQueue

来源：互联网发布：软件运维工程师知乎编辑：程序博客网时间：2024/05/22 03:22

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

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：实现为入队出队（offer()、poll()、add() remove()方法）的时间复杂度为O(log(n)) ；
实现remove(Object) 和 contains(Object)的时间复杂度为线性时间O(n)；
实现检索方法（peek、element 和 size）的时间复杂度为O(1)。

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

简单应用：

Java代码  
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：

Java代码  
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;  
    }  
}  

原文地址：http://cuisuqiang.iteye.com/blog/2019157

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