【队列Queue】优先级队列 Priority Queue（二叉堆实现）

在此致谢小码哥的恋上数据结构，堪称经典中的经典。
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优先级队列简介

优先级队列也是个队列，因此也提供以下接口

public interface Queue<E> {
	int size();	// 元素的数量
	boolean isEmpty();	// 是否为空
	void enQueue(E element);	// 入队
	E deQueue();	// 出队
	E front();	// 获取队列的头元素
	void clear();	// 清空
}

队列与优先级队列：

• 普通的队列是 FIFO 原则，也就是先进先出
• 优先级队列则是按照优先级高低进行出队，
  比如将优先级最高的元素作为队头优先出队。

优先级队列应用场景：

• 医院的夜间门诊
  队列元素是病人
  优先级是病情的严重情况、挂号时间
• 操作系统的多任务调度
  队列元素是任务
  优先级是任务类型

优先队列的底层实现

• 利用二叉堆作为优先队列的底层实现
• 可以通过 Comparator 或 Comparable 去自定义优先级高低

二叉堆实现优先级队列源码

利用二叉堆实现优先级队列。

/**
 * 二叉堆实现优先级队列
 * @author yusael
 */
public class PriorityQueue<E> {
	private BinaryHeap<E> heap;
	
	// 通过 comparator 自定义优先级高低
	public PriorityQueue(Comparator<E> comparator) {
		heap = new BinaryHeap<>(comparator);
	}
	
	public PriorityQueue() {
		this(null);
	}
	
	public int size() {
		return heap.size();
	}

	public boolean isEmpty() {
		return heap.isEmpty();
	}
	
	public void clear() {
		heap.clear();
	}

	public void enQueue(E element) {
		heap.add(element);
	}

	public E deQueue() {
		return heap.remove();
	}

	public E front() {
		return heap.get();
	}
}

测试代码

Person.java

public class Person implements Comparable<Person> {
	private String name;
	private int boneBreak;
	public Person(String name, int boneBreak) {
		this.name = name;
		this.boneBreak = boneBreak;
	}
	
	@Override
	public int compareTo(Person person) {
		return this.boneBreak - person.boneBreak;
	}

	@Override
	public String toString() {
		return "Person [name=" + name + ", boneBreak=" + boneBreak + "]";
	}
}

Main.java

 public class Main {
	public static void main(String[] args) {
		PriorityQueue<Person> queue = new PriorityQueue<>();
		queue.enQueue(new Person("Jack", 2));
		queue.enQueue(new Person("Rose", 10));
		queue.enQueue(new Person("Jake", 5));
		queue.enQueue(new Person("James", 15));
		
		while (!queue.isEmpty()) {
			System.out.println(queue.deQueue());
		}
	}
}

Person [name=James, boneBreak=15]
Person [name=Rose, boneBreak=10]
Person [name=Jake, boneBreak=5]
Person [name=Jack, boneBreak=2]