PriorityQueue 优先级队列

1. 去哪儿面试的时候，被问到java源代码中有用到堆的地方吗？

     我不假思索的回到，没有！因为当初压根就没有用到过Queue相关的类！

 

     PriorityQueue就是通过Heap实现的。Heap通过数组模拟的！

      分析下他维护堆的性质，以及删除首元素时，源代码中采用的手段：

      因为PriorityQueue模拟的是队列，所以就必须遵循FIFO，所以这里存在两个维护堆的过程，

      一个从下到上 == add

     一个从上到下 == remove

     还有一个地方，要注意的就是父子节点的小标处理，一定得注意数组是从0开始，不能简单 left = 2*i;

 

   add() 插入元素 ， // 通过调用offer()

  

public boolean offer(E e) {
        if (e == null)
            throw new NullPointerException(); // 不支持null
        modCount++;
        int i = size;
        if (i >= queue.length)
            grow(i + 1); // 数组扩容
        size = i + 1;
        if (i == 0)
            queue[0] = e;
        else
            siftUp(i, e); // 关键一步就在这了，维护堆的性质！在i位置插入e
        return true;
    }

 

private void siftUp(int k, E x) {
        if (comparator != null) // 可以自定义比较器，当堆对元素进行比较的时候，可以按照你的规矩来。
            siftUpUsingComparator(k, x);
        else
            siftUpComparable(k, x);
    }

 

private void siftUpComparable(int k, E x) { // 这个方法真正维护堆的性质了！使用默认的比较器
        Comparable<? super E> key = (Comparable<? super E>) x; // 可以这样用，说明E类型实现了Comparable接口！像Integer，String 默认实现来的！
        while (k > 0) {
            int parent = (k - 1) >>> 1;  // 相当于 (k - 1)/2; 取得父节点
            Object e = queue[parent];
            if (key.compareTo((E) e) >= 0) // 如果比父节点大，那么就不要比了，说明建的是一个最小堆！那么可以建最大堆吗？
                break;
            queue[k] = e;// 如果比父节点小，那么就一路递归上去，直到比父节点大或者k == 0！
            k = parent;
        }
        queue[k] = key;
    }

 poll()  移除头结点 也就是最小的节点！然后再维护堆！

   

 public E poll() {
        if (size == 0)
            return null;
        int s = --size; // 注意这里，size 的大小 -1 了 ， 不要在for循环里使用 i < queue.size()一边remove一边还想着输出所有的值了！
        modCount++;
        E result = (E) queue[0];
        E x = (E) queue[s];
        queue[s] = null;// 最后一个元素为空，在priorityQueue中实际帮我们存值的是elements数组，但是我们不会看到这个数组，我们只会看到存放元素的那一部分！
        if (s != 0)
            siftDown(0, x); // 这里就要把最后一个元素插入首部，因为你现在要移除它吗，总得有个来顶替他的位置！
        return result;
    }
 

 

 

private void siftDown(int k, E x) { // 注意到他与add时的差别吗？这也满足队列的性质，队尾进队首出！队尾进维护堆就得从下往上比较，而插入到对首就得从上往下来比较了！
        if (comparator != null)
            siftDownUsingComparator(k, x);
        else
            siftDownComparable(k, x);
    }

   

private void siftDownComparable(int k, E x) { // 从下往上
        Comparable<? super E> key = (Comparable<? super E>)x;
        int half = size >>> 1;        // loop while a non-leaf   size / 2 
        while (k < half) { // k如果等于half 那么接下来计算child > size 不就会数组越界了吗？当k = half - 1时，child = 2*half - 1 right = 2*half 注意2*half不一定==size
            int child = (k << 1) + 1; // assume left child is least 相当于 k * 2 + 1 注意这里明明是左孩子，可是为什么还要+1了，要知道数组是从0开始的！
            Object c = queue[child]; 
            int right = child + 1; // 右孩子
            if (right < size &&      // 这一步就会得到左孩子 和 右孩子中的最小的节点！如果你比这个最小的节点还小，那么自然就不要下移了，如果你比左右孩子中的某一个大，那自然得       
                ((Comparable<? super E>) c).compareTo((E) queue[right]) > 0) // 最小的那个移上去啊.
                c = queue[child = right];
            if (key.compareTo((E) c) <= 0)
                break;
            queue[k] = c; // 左右孩子的最小节点上移
            k = child; // 父节点下移，继续比较 ，
        }
        queue[k] = key;
    }