這篇文章主要講解了“Java集合框架之PriorityQueue優(yōu)先級(jí)隊(duì)列實(shí)例分析”，文中的講解內(nèi)容簡(jiǎn)單清晰，易于學(xué)習(xí)與理解，下面請(qǐng)大家跟著小編的思路慢慢深入，一起來研究和學(xué)習(xí)“Java集合框架之PriorityQueue優(yōu)先級(jí)隊(duì)列實(shí)例分析”吧！

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Java集合框架中提供了PriorityQueue和PriorityBlockingQueue兩種類型的優(yōu)先級(jí)隊(duì)列，PriorityQueue是線程不安全的，PriorityBlockingQueue是線程安全的，本文主要介紹PriorityQueue

priorityQueue在Java集合框架中的關(guān)系如下：

一、使用PriorityQueue的注意點(diǎn)

1. 使用時(shí)必須導(dǎo)入PriorityQueue所在的包，即：

import java.util.PriorityQueue

2. PriorityQueue中放置的元素必須要能夠比較大小，不能插入無法比較大小的對(duì)象，否則會(huì)拋出
ClassCastException異常

3. 不能插入null對(duì)象，否則會(huì)拋出NullPointerException

4. 沒有容量限制，可以插入任意多個(gè)元素，其內(nèi)部可以自動(dòng)擴(kuò)容

5. 插入和刪除元素的時(shí)間復(fù)雜度為log以2為底的n

6. PriorityQueue底層使用了堆數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

7. PriorityQueue默認(rèn)情況下是小堆---即每次獲取到的元素都是最小的元素（想要變成大堆，需要我們重新比較方法、默認(rèn)的比較方法是Comparable接口中的compareTo方法）

二、PriorityQueue常用接口介紹

1. 優(yōu)先級(jí)隊(duì)列的構(gòu)造

此處只是列出了PriorityQueue中常見的幾種構(gòu)造方式，其他的大家可以參考幫助文檔。

構(gòu)造器	功能介紹
PriorityQueue()	創(chuàng)建一個(gè)空的優(yōu)先級(jí)隊(duì)列，默認(rèn)容量是11
PriorityQueue(int initialCapacity)	創(chuàng)建一個(gè)初始容量為initialCapacity的優(yōu)先級(jí)隊(duì)列，注意：initialCapacity不能小于1，否則會(huì)拋IllegalArgumentException異常
PriorityQueue(Collection<? extends E> c)	用一個(gè)集合來創(chuàng)建優(yōu)先級(jí)隊(duì)列
PriorityQueue(Comparator<? super E> comparator)	創(chuàng)建具有默認(rèn)初始容量的優(yōu)先級(jí)隊(duì)列，并根據(jù)指定的比較器對(duì)其元素進(jìn)行比較
PriorityQueue(int initialCapacity, Comparator <? super E> comparator)	創(chuàng)建一個(gè)初始容量為initialCapacity的優(yōu)先級(jí)隊(duì)列，根據(jù)指定的比較器對(duì)其元素進(jìn)行比較 注意：initialCapacity不能小于1，否則會(huì)拋IllegalArgumentException異常

2、PriorityQueue中對(duì)元素的比較

看完了構(gòu)造方法，我們重新來思考一個(gè)問題

優(yōu)先級(jí)隊(duì)列是如何實(shí)現(xiàn)有序的呢？因?yàn)閮?yōu)先級(jí)隊(duì)列就是借助小根堆來實(shí)現(xiàn)的

在實(shí)現(xiàn)小根堆的過程我們知道這其中一定發(fā)生了元素的比較，所以PriorityQueue中的元素必須要能夠比較大小，那么PriorityQueue是如何進(jìn)行元素的比較呢？

PriorityQueue采用了：
Comparble和Comparator兩種方式。

1. Comparble是默認(rèn)的內(nèi)部比較方式，如果用戶插入自定義類型對(duì)象時(shí)，該類對(duì)象必須要實(shí)現(xiàn)Comparble接口，并覆寫compareTo方法

2. 用戶也可以選擇使用比較器對(duì)象，如果用戶插入自定義類型對(duì)象時(shí)，必須要提供一個(gè)比較器類，讓該類實(shí)現(xiàn)Comparator接口并覆寫compare方法。

我們看到這里程序報(bào)錯(cuò)了，為什么呢？因?yàn)槲覀儾迦氲腃hild對(duì)象是不可比較的（即沒有實(shí)現(xiàn)Comparable接口又沒有采用自定義的比較器）

可以看到

即我們采用了默認(rèn)的比較方法Comparable接口中的compareTo方法

此時(shí)我們?cè)俅慰匆幌聢?bào)錯(cuò)信息

看來是在往PriorityQueue中插入元素的時(shí)候出現(xiàn)了問題

那么我們打開PriorityQueue的源碼看一下（下面是PriorityQueue中offer方法的源碼）

再看看shiftUp的源碼

繼續(xù)點(diǎn)進(jìn)去siftUpComparable

此時(shí)再回過頭來看看我們放到PriorityQueue中的Child對(duì)象，他即沒有自定義比較器又沒有實(shí)現(xiàn)Comparable接口，當(dāng)然報(bào)錯(cuò)呀！

那么好吧我們?cè)贑hild類中實(shí)現(xiàn)Comparable接口，按年齡進(jìn)行比較

import java.util.PriorityQueue;
class Child implements Comparable<Child>{
    int age;
    String name;

    public Child(int age, String name) {
        this.age = age;
        this.name = name;
    }

    @Override
    public int compareTo(Child o) {
        return this.age - o.age;  // 默認(rèn)實(shí)現(xiàn)小根堆
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Child{" +
                "age=" + age +
                ", name='" + name + '\'' +
                '}';
    }
}
public class TestPriorityQueue {
    public static void main(String[] args) {
        PriorityQueue<Child> priorityQueue = new PriorityQueue<>();

        priorityQueue.offer(new Child(12, "小亮"));
        priorityQueue.offer(new Child(11, "小紅"));
        priorityQueue.offer(new Child(8, "小強(qiáng)"));
        System.out.println(priorityQueue);
    }
}

如果要實(shí)現(xiàn)大根堆，也好辦

上面我們是實(shí)現(xiàn)了Compable接口，那么如果我們自定義一個(gè)年齡比較器呢？

class Child {
    int age;
    String name;

    public Child(int age, String name) {
        this.age = age;
        this.name = name;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Child{" +
                "age=" + age +
                ", name='" + name + '\'' +
                '}';
    }
}
class AgeComparator implements Comparator<Child> {

    @Override
    public int compare(Child o1, Child o2) {
        return o1.age - o2.age; // 實(shí)現(xiàn)小根堆
        // return o2.ae - o1.age 實(shí)現(xiàn)大根堆
    }
}
public class TestPriorityQueue {
    public static void main(String[] args) {
        AgeComparator ageComparator = new AgeComparator();
        // 創(chuàng)建具有默認(rèn)初始容量的 PriorityQueue ，并根據(jù)指定的比較器對(duì)其元素進(jìn)行排序。
        PriorityQueue<Child> priorityQueue = new PriorityQueue<>(ageComparator);
        // 可以看到這里我的Child對(duì)象雖然沒有實(shí)現(xiàn)Comparable接口，但因?yàn)槲覀儗?duì)Child對(duì)象自定義了一個(gè)年齡比較器，所以插入元素不會(huì)報(bào)錯(cuò)
        priorityQueue.offer(new Child(12, "小亮"));
        priorityQueue.offer(new Child(11, "小紅"));
        priorityQueue.offer(new Child(8, "小強(qiáng)"));
        System.out.println(priorityQueue);
    }
}

3、插入/刪除/獲取優(yōu)先級(jí)最高的元素

函數(shù)名	功能介紹
boolean offer(E e)	插入元素e，插入成功返回true，如果e對(duì)象為空，拋出NullPointerException異常，時(shí) 間復(fù)雜度 ，注意：空間不夠時(shí)候會(huì)進(jìn)行擴(kuò)容
E peek()	獲取優(yōu)先級(jí)最高的元素，如果優(yōu)先級(jí)隊(duì)列為空，返回null
E poll()	移除優(yōu)先級(jí)最高的元素并返回，如果優(yōu)先級(jí)隊(duì)列為空，返回null
int size()	獲取有效元素的個(gè)數(shù)
void clear()	清空
boolean isEmty()	檢測(cè)優(yōu)先級(jí)隊(duì)列是否為空，為空返回true

感謝各位的閱讀，以上就是“Java集合框架之PriorityQueue優(yōu)先級(jí)隊(duì)列實(shí)例分析”的內(nèi)容了，經(jīng)過本文的學(xué)習(xí)后，相信大家對(duì)Java集合框架之PriorityQueue優(yōu)先級(jí)隊(duì)列實(shí)例分析這一問題有了更深刻的體會(huì)，具體使用情況還需要大家實(shí)踐驗(yàn)證。這里是創(chuàng)新互聯(lián)，小編將為大家推送更多相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的文章，歡迎關(guān)注！

本文名稱：Java集合框架之PriorityQueue優(yōu)先級(jí)隊(duì)列實(shí)例分析
文章轉(zhuǎn)載：http://www.rwnh.cn/article30/jispso.html

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