Java——优先队列（一文搞懂优先队列的理论和实践）

1. 功能

• PriorityQueue 是一个无限制的队列，并且动态增长。默认初始容量'11'可以使用相应构造函数中的 initialCapacity 参数覆盖。
• 它不允许NULL对象。
• 添加到 PriorityQueue 的对象必须具有可比性。
• 默认情况下，优先级队列的对象按自然顺序排序。
• 比较器可用于队列中对象的自定义排序。
• 优先级队列的头部是基于自然排序或基于比较器的排序的最小元素。当我们轮询队列时，它从队列中返回头对象。
• 如果存在多个具有相同优先级的对象，则它可以随机轮询其中任何一个。
• PriorityQueue 不是线程安全的。PriorityBlockingQueue在并发环境中使用。
• 它为add和poll方法提供了O(log(n))时间。

2. 构造函数

• PriorityQueue()：使用默认初始容量（11）构造空队列，该容量根据其自然顺序对其元素进行排序。
• PriorityQueue(Collection c)：构造包含指定集合中元素的空队列。
• PriorityQueue(int initialCapacity)：构造具有指定初始容量的空队列，该容量根据其自然顺序对其元素进行排序。
• PriorityQueue(int initialCapacity，Comparator comparator)：构造具有指定初始容量的空队列，该容量根据指定的比较器对其元素进行排序。
• PriorityQueue(PriorityQueue c)：构造包含指定优先级队列中元素的空队列。
• PriorityQueue(SortedSet c)：构造包含指定有序集合中元素的空队列。

3. 优先队列（PriorityQueue）的方法

• boolean add(object)：将指定的元素插入此优先级队列。
• boolean offer(object)：将指定的元素插入此优先级队列。
• boolean remove(object)：从此队列中删除指定元素的单个实例（如果存在）。
• Object poll()：检索并删除此队列的头部，如果此队列为空，则返回null。
• Object element()：检索但不删除此队列的头部，如果此队列为空，则返回null。
• Object peek()：检索但不删除此队列的头部，如果此队列为空，则返回null。
• void clear()：从此优先级队列中删除所有元素。
• Comparator comparator()：返回用于对此队列中的元素进行排序的比较器，如果此队列根据其元素的自然顺序排序，则返回null。
• boolean contains(Object o)：如果此队列包含指定的元素，则返回true。
• Iterator iterator()：返回此队列中元素的迭代器。
• int size()：返回此队列中的元素数。
• Object [] toArray()：返回包含此队列中所有元素的数组。

4. 使用注意点

• PriorityQueue 中放置的元素必须要能够比较大小 （只有实现了 Comparable 和 Comparator 接口的类才能比较大小），不能插入无法比较大小的对象，否则会抛出 ClassCastException 异常
• 不能插入 null 对象，否则会抛出 NullPointerException 异常
• 没有容量限制，可以插入任意多个元素，其内部可以自动扩容
• 插入和删除元素的时间复杂度均为 O(log2N)
• PriorityQueue 底层使用了堆数据结构

5、优先队列——自定义排序

public static void main(String[] args) {
  Map<Integer,Integer> map = new HashMap<>();
  //do 自行添加数据到map中，模拟数据
  PriorityQueue<Integer[]> queue = new PriorityQueue<>(map.size(),(e1,e2)->e2[1]-e1[1]);
      map.forEach((k,v)->{
          queue.add(new int[]{k,v});
      });
  // 遍历K次queue.poll(),取出数据即可
}