Java中的队列Queue，优先级队列PriorityQueue

队列Queue

在java5中新增加了java.util.Queue接口，用以支持队列的常见操作。该接口扩展了java.util.Collection接口。

Queue使用时要尽量避免Collection的add()和remove()方法，而是要使用offer()来加入元素，使用poll()来获取并移出元素。

它们的优点是通过返回值可以判断成功与否，add()和remove()方法在失败的时候会抛出异常。

如果要使用前端而不移出该元素，使用element()或者peek()方法。

值得注意的是LinkedList类实现了Queue接口，因此我们可以把LinkedList当成Queue来用。

eg：

                Queue<String> queue = new LinkedList<String>();
                queue.offer("Hello");
                queue.offer("World!");
                queue.offer("你好！");
                System.out.println(queue.size());
                String str;
                while ((str = queue.poll()) != null) {
                    System.out.print(str);
                }
                System.out.println();
                System.out.println(queue.size());

输出：

04-01 09:57:15.665: I/System.out(21299): 3

04-01 09:57:15.665: I/System.out(21299): HelloWorld!你好！

04-01 09:57:15.665: I/System.out(21299): 0

优先级队列PriorityQueue

优先级队列PriorityQueue是不同于先进先出队列的另一种队列，每次从队列中取出的是具有最高优先权的元素。

优先队列可用有序数组或堆实现，但是常用堆来实现，下面是2种实现效率的比较：

 

 

使用：用于获取优先权最高的元素。

例如：在1000个数中找到最大的那个数。如果用快速排序对数就行排序，时间复杂度是O(NlogN)；而用优先队列（用队实现）存储数据，然后取出最大元素（此处为优先权最大的元素）这种数据结构时间复杂度为O（logN）。

java.util.PriorityQueue方法

java.util.PriorityQueue是从JDK1.5开始提供的新的数据结构接口。如果不提供Comparator的话，优先队列中元素默认按自然顺序排列，也就是数字默认是小的在队列头，字符串则按字典序排列。优先级队列不允许  null 元素。其提供的方法如下：

eg：

<span style="font-size: 18px;">package zyang.priorityQueue;

/** 
 * Fuction:
 * @version  2013-2-24 下午8:15:59 
 * @since    1.0 
 */

public class Student {
      private int number;
      private String name;
      
      public Student(int number,String name){
          this.number=number;
          this.name=name;
      }

    public int getNumber() {
        return number;
    }

    public void setNumber(int number) {
        this.number = number;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student [number=" + number + ", name=" + name + "]";
    } 
}
</span>

<span style="font-size: 18px;">package zyang.priorityQueue;

import java.util.Comparator;

/** 
 * Fuction:
 * 按学号排序 先按学号排序，学号相等时，按姓名排序 o1>o2返回-1，o1=o2返回0，o1<o2返回1 
 * @author   
 * @version  2013-2-24 下午8:16:26 
 * @since    1.0 
 */

public class ComparetorByNumber implements Comparator {

    public int compare(Object o1, Object o2) {
        Student s1=(Student)o1;
        Student s2=(Student)o2;
        
        //compare by number
        int result=s1.getNumber() > s2.getNumber() ? 1 :(s1.getNumber() == s2.getNumber() ? 0 : -1);
        //if number is equal, then compare by name
        if (result==0){
            int compareByName=s1.getName().compareTo(s2.getName());
            if(compareByName>0)
                result=1;
            else if(compareByName==0)
                result=0;
            else
                result=-1;
        } //end if
        
        return (-result); //如果是result,则a>b比较结果后排序是ba，-result代表倒序排序
    }
}</span>

<span style="font-size: 18px;">package zyang.priorityQueue;

import java.util.PriorityQueue;

/** 
 * Fuction:
 *
 * @author   yangzhong  E-mail:yangzhonglive@gmail.com
 * @version  2013-2-24 下午8:15:39 
 * @since    1.0 
 */

public class PriorityQueueApp {

    /**
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        PriorityQueue<Student> priorityQueue=new PriorityQueue<Student>(3,new ComparetorByNumber());
        
        Student[] student={new Student(3,"wangwu"),new Student(2,"lisi"),
                new Student(5,"xiaowang"),new Student(8,"lihua")};
        
        for(Student s: student){
            priorityQueue.offer(s); //use offer() method to add elements to the PriorityQueue 
        }
        
        System.out.println("size: " + priorityQueue.size()); //print size
        System.out.println("peek: " + priorityQueue.peek()); //return highest priority element in the queue without removing it
        System.out.println("size: " + priorityQueue.size()); //print size
        System.out.println("poll: " + priorityQueue.poll()); //return highest priority element and removes it from the queue
        System.out.println("size: " + priorityQueue.size()); //print size
        while(!priorityQueue.isEmpty()) {
            System.out.print(priorityQueue.poll() + " ");
        }
        System.out.println("  the end!");
    }
}
</span>

结果：