在Java的标准库中,队列接口Queue定义了以下几个方法:
①int size()
:获取队列长度;
②boolean add(E)/boolean offer(E)
:添加元素到队尾;
③E remove()/E poll()
:获取队首元素并从队列中删除;
④E element()/E peek()
:获取队首元素但并不从队列中删除。
对于具体的实现类,有的Queue
有最大队列长度限制,有的Queue
没有。注意到添加、删除和获取队列元素总是有两个方法,这是因为在添加或获取元素失败时,这两个方法的行为是不同的。
举个栗子,假设我们有一个队列,对它做一个添加操作,如果调用add()
方法,当添加失败时(可能超过了队列的容量),它会抛出异常
Queue<String> q = ...
try {
q.add("Apple");
System.out.println("添加成功");
} catch(IllegalStateException e) {
System.out.println("添加失败");
}
如果我们调用offer()方法来添加元素,当添加失败时,它不会抛异常,而是返回false:
Queue<String> q = ...
if (q.offer("Apple")) {
System.out.println("添加成功");
} else {
System.out.println("添加失败");
}
当需要从Queue中取出队首元素时,如果当前Queue是一个空队列,调用remove()方法,它会抛出异常:
Queue<String> q = ...
try {
String s = q.remove();
System.out.println("获取成功");
} catch(IllegalStateException e) {
System.out.println("获取失败");
}
使用调用poll()方法来取出队首元素,当获取失败时,它不会抛异常,而是返回null:
Queue<String> q = ...
String s = q.poll();
if (s != null) {
System.out.println("获取成功");
} else {
System.out.println("获取失败");
}
所以两套方法可以根据需要来选择使用。
注意不要把null添加到队列中,否则poll()方法返回null时,很难确定是取到了null元素还是队列为空。
对于Queue来说
每次调用poll()
,都会获取队首元素,并且获取到的元素已经从队列中被删除了
如果用peek()
,因为获取队首元素时,并不会从队列中删除这个元素,所以可以反复获取
使用PriorityQueue
原本的queue就好像大家都十分平等先来的先出,但平等总是相对的,总是要有VIP的。
PriorityQueue
和Queue
的区别在于,它的出队顺序与元素的优先级有关,对PriorityQueue
调用remove()
或poll()
方法,返回的总是优先级最高的元素。
要使用PriorityQueue
,我们就必须给每个元素定义“优先级”。
import java.util.PriorityQueue;
import java.util.Queue;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Queue<String> q = new PriorityQueue<>();
// 添加3个元素到队列:
q.offer("apple");
q.offer("pear");
q.offer("banana");
System.out.println(q.poll()); // apple
System.out.println(q.poll()); // banana
System.out.println(q.poll()); // pear
System.out.println(q.poll()); // null,因为队列为空
}
}
我们放入的顺序是"apple"、“pear”、“banana”,但是取出的顺序却是"apple"、“banana”、“pear”,这是因为从字符串的排序看,"apple"排在最前面,"pear"排在最后面。
因此,放入PriorityQueue
的元素,必须实现Comparable
接口,PriorityQueue
会根据元素的排序顺序决定出队的优先级。
如果我们要放入的元素并没有实现Comparable
接口的时候PriorityQueue
允许我们提供一个Comparator
对象来判断两个元素的顺序。我们以银行排队业务为例,实现一个PriorityQueue
:
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Queue<User> q = new PriorityQueue<>(new UserComparator());//导入比较方法
// 添加3个元素到队列:
q.offer(new User("Bob", "A1"));
q.offer(new User("Alice", "A2"));
q.offer(new User("Boss", "V1"));
System.out.println(q.poll()); // Boss/V1 VIP优先
System.out.println(q.poll()); // Bob/A1
System.out.println(q.poll()); // Alice/A2
System.out.println(q.poll()); // null,因为队列为空
}
}
class UserComparator implements Comparator<User> {
public int compare(User u1, User u2) {
if (u1.number.charAt(0) == u2.number.charAt(0)) {
// 如果两人的号都是A开头或者都是V开头,比较序号的大小:
return u1.number.compareTo(u2.number);
}
if (u1.number.charAt(0) == 'V') {
// u1的号码是V开头,优先级高:
return -1;
} else {
return 1;
}
}
}
class User {
public final String name;
public final String number;
public User(String name, String number) {
this.name = name;
this.number = number;
}
public String toString() {
return name + "/" + number;
}
}