【JAVA】【集合16】Java中的Queue接口

一、Queue定义

队列（queue）是一组有序的元素，提取元素时按顺序 从队头读取 。队列一般 按照插入元素的顺序 实现可分成两类：

1. 先进先出（first-in, first-out，FIFO）队列

2. 后进先出（last-in, first-out，LIFO）队列
   其中，LIFO 队列也叫栈（stack）。Java 提供了 Stack 类，但强烈不建议使用 Stack 类，建议使用使用 Queque 接口的实现类。

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Queue与List、Set的区别：

1. 与 List 不同的是：Queue 接口没有定义处理任意 索引位 元素的方法，只有队列的头一个元素能访问。

2. 与 Set 不同的是：Queue 的实现往往 允许出现重复 的元素。

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Queue的所有实现都要具有一个固定的容量：

1. 队列已满时，不能再添加元素。

2. 队列为空时，不能再删除元素。

3. 基于队列的算法都会用到 满 和 空 这两个状态，所以 Queue 接口的方法通过返回值表明这两个状态，而不会抛出异常。具体而言，peek() 和 poll() 方法返回 null 表示队列为空，因此，多数 Queue 接口的实现不允许用 null 作元素。

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队列也可以使用其他顺序，如：

• 优先队列（priority queue）根据外部 Comparator 对象或 Comparable 类型元素的自然顺序排序元素。

阻塞式队列（blocking queue）： 是一种定义了阻塞式 put() 和 take() 方法的队列。

• put() 方法的作用是把元素添加到队列中。阻塞式队列中，如果需要，这个方法会一直等待，直到队列中有存储元素的空间为止。
• 而 take() 方法的作用是从队头移除元素。阻塞式队列中，如果需要，这个方法会一直等待，直到队列中有元素可供移除为止。
• 阻塞式队列是很多多线程算法的重要组成部分，因此 BlockingQueue 接口（扩展 Queue 接口）在 java.util.concurrent 包中定义。

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Queue接口在java.util.Queue包中定义，如下：

public interface Queue<E> extends Collection<E>

二、常用方法

1. 添加元素

boolean add(E e);

向队列中添加指定元素。对于有界队列，成功时返回true，如果当前没有可用空间，则抛出非法状态异常。

boolean offer(E e);

向队列中添加指定元素。对于有界队列，由于有界的队列已满而无法添加元素时，这个方法返回 false，而不会抛出异常。

2. 提取元素

E remove();

移除并返回队头的元素。如果队列为空，这个方法会抛出 NoSuchElementException 异常。

E poll();

作用和 remove() 方法类似，移除并返回队头的元素， 不过，如果队列为空，这个方法会返回 null，而不抛出异常。

E element();

其作用是返回队头的元素，但不将其从队列中移除。如果队列为空，这个方法抛出 NoSuchElementException 异常。

E peek();

作用和 element() 方法类似，但队列为空时，返回 null;