Java优先队列PriorityQueue使用详解

目录

一、优先队列概述

　　简介：

     API描述:

二、常用方法

     构造方法：

       方法摘要：

三、优先队列的使用

1.队列保存的是基本数据类型的包装类

2.队列保存的是自定义类

3.优先队列遍历

4.比较器生降序说明

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一、优先队列概述

　　简介：

          优先队列PriorityQueue是Queue接口的实现，可以对其中元素进行排序，可以放基本数据类型的包装类（如：Integer，Long等）或自定义的类。对于基本数据类型的包装器类，优先队列中元素默认排列顺序是升序排列，但对于自己定义的类来说，需要自己定义比较器

     API描述:

基于优先级堆的无限优先级queue 。 优先级队列的元素根据它们的有序natural ordering ，或由一个Comparator在队列构造的时候提供，这取决于所使用的构造方法。 优先队列不允许null元素。 依靠自然排序的优先级队列也不允许插入不可比较的对象（这样做可能导致ClassCastException ）。

该队列的头部是相对于指定顺序的最小元素。 如果多个元素被绑定到最小值，那么头就是这些元素之一 - 关系被任意破坏。 队列检索操作poll ， remove ， peek和element访问在队列的头部的元件。

 

类及其迭代器实现Collection和Iterator接口的所有可选方法。 方法iterator()中提供的迭代器不能保证以任何特定顺序遍历优先级队列的元素。 如果需要有序遍历，请考虑使用Arrays.sort(pq.toArray()) 。

请注意，此实现不同步。 如果任何线程修改队列，多线程不应同时访问PriorityQueue实例。 而是使用线程安全的PriorityBlockingQueue类。

实现注意事项：此实现提供了O（日志（n））的时间入队和出队方法（ offer ， poll ， remove()和add ）; remove(Object)和contains(Object)方法的线性时间; 和恒定时间检索方法（ peek ， element和size ）。

二、常用方法

    以下基于JDK1.8版本，不同版本的JDK中方法略有不同，这个PriorityQueue自1.5开始，详情可自行查看官方API。

     构造方法：

PriorityQueue()                                                创建一个PriorityQueue ，具有默认的初始容量（11），根据它们的natural ordering对其元素进行排序 。

PriorityQueue(CollectionE> c)                              创建一个 PriorityQueue集合中的元素的PriorityQueue。

PriorityQueue(ComparatorE> comparator)                         创建具有默认初始容量的 PriorityQueue ，并根据指定的比较器对其元素进行排序。

PriorityQueue(int initialCapacity)                                  创建PriorityQueue与根据它们的排序其元素指定的初始容量natural ordering 。

PriorityQueue(int initialCapacity, ComparatorE> comparator)          创建具有 PriorityQueue初始容量的PriorityQueue，根据指定的比较器对其元素进行排序。

PriorityQueue(PriorityQueueE> c)                            创建包含 PriorityQueue优先级队列中的元素的PriorityQueue。

PriorityQueue(SortedSetE> c)                               创建一个 PriorityQueue指定排序集中的元素的PriorityQueue。

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       方法摘要：

Modifier and Type	Method and Description
boolean	add(E e) 将指定的元素插入到此优先级队列中。
void	clear() 从此优先级队列中删除所有元素。
ComparatorE>	comparator() 返回用于为了在这个队列中的元素，或比较null如果此队列根据所述排序natural ordering的元素。
boolean	contains(Object o) 如果此队列包含指定的元素，则返回 true 。
Iterator<E>	iterator() 返回此队列中的元素的迭代器。
boolean	offer(E e) 将指定的元素插入到此优先级队列中。
E	peek() 检索但不删除此队列的头，如果此队列为空，则返回 null 。
E	poll() 检索并删除此队列的头，如果此队列为空，则返回 null 。
boolean	remove(Object o) 从该队列中删除指定元素的单个实例（如果存在）。
int	size() 返回此集合中的元素数。
Spliterator<E>	spliterator() 在此队列中的元素上创建late-binding和失败快速 Spliterator 。
Object[]	toArray() 返回一个包含此队列中所有元素的数组。   元素没有特定的顺序。 返回的数组将是“安全的”，因为该队列不保留对它的引用。 （换句话说，这个方法必须分配一个新的数组）。 因此，调用者可以自由地修改返回的数组。 此方法充当基于阵列和基于集合的API之间的桥梁。
T[]	toArray(T[] a) 返回一个包含此队列中所有元素的数组; 返回的数组的运行时类型是指定数组的运行时类型。

三、优先队列的使用

1.队列保存的是基本数据类型的包装类

//自定义比较器，降序排列
	static Comparator cmp = new Comparator() {
	      public int compare(Integer e1, Integer e2) {
	        return e2 - e1;  //降序
	      }
	    };
	public static void main(String[] args) {
	        //不用比较器，默认升序排列
	        Queue q = new PriorityQueue<>();
	        q.add(8);
	        q.add(5);
	        q.add(13);
	        q.add(2);
	        System.out.println("**********不使用比较器********************");
	        while(!q.isEmpty())
	        {
	            System.out.print(q.poll()+" ");
	        }
	        System.out.println();
	        System.out.println("**********使用比较器********************");
	        //使用自定义比较器，降序排列
	        Queue qq = new PriorityQueue(cmp);
	        qq.add(8);
	        qq.add(5);
	        qq.add(13);
	        qq.add(2);
	        while(!qq.isEmpty())
	        {
	            System.out.print(qq.poll()+" ");
	        }
	}

      结果：

**********不使用比较器********************
2 5 8 13 
**********使用比较器********************
13 8 5 2 

2.队列保存的是自定义类

	    //自定义比较类，先比较长，长升序排列，若长相等再比较宽，宽降序
	    static Comparator cNode=new Comparator() {
	        public int compare(Node o1, Node o2) {
	            if(o1.chang!=o2.chang)
	                return o1.chang-o2.chang;
	            else
	                return o2.kuan-o1.kuan;
	        }
	        
	    };
	    public static void main(String[] args) {
	    	Queue q=new PriorityQueue<>(cNode);
	        Node n1=new Node(1, 2);
	        Node n2=new Node(2, 5);
	        Node n3=new Node(2, 3);
	        Node n4=new Node(1, 2);
	        q.add(n1);
	        q.add(n2);
	        q.add(n3);
	        Node n;
	        while(!q.isEmpty())
	        {
	            n=q.poll();
	            System.out.println("长: "+n.chang+" 宽：" +n.kuan);
	        }
	    }
	

    结果：

长: 1 宽：2
长: 2 宽：5
长: 2 宽：3

3.优先队列遍历

　　PriorityQueue的iterator（）不保证以任何特定顺序遍历队列元素。

　　若想按特定顺序遍历，先将队列转成数组，然后排序遍历

示例

Queue q = new PriorityQueue<>(cmp);
        int[] nums= {2,5,3,4,1,6};
        for(int i:nums)
        {
            q.add(i);
        }
        Object[] nn=q.toArray();
        Arrays.sort(nn);
        for(int i=nn.length-1;i>=0;i--)
            System.out.print((int)nn[i]+" ");
        /**
         * 输出结果
         * 6 5 4 3 2 1 
         */

 

4.比较器生降序说明

Comparator