文章目录

• Queue
• • Deque
  • • ArrayDeque
    • PriorityQueue 优先队列

Queue

队列（Queue）是一种经常使用的集合。Queue实际上是实现了一个先进先出（FIFO：First In First Out）的有序表。它和List的区别在于，List可以在任意位置添加和删除元素，而Queue只有两个操作：

• 把元素添加到队列末尾；
• 从队列头部取出元素。

队列接口Queue定义了以下几个方法：

• int size()：获取队列长度；
• boolean add(E)/boolean offer(E)：添加元素到队尾；
• E remove()/E poll()：获取队首元素并从队列中删除；
• E element()/E peek()：获取队首元素但并不从队列中删除。

注意：不要把null添加到队列中，否则poll()方法返回null时，很难确定是取到了null元素还是队列为空。

LinkedList即实现了List接口，又实现了Queue接口，但是，在使用的时候，如果我们把它当作List，就获取List的引用，如果我们把它当作Queue，就获取Queue的引用：

// 这是一个List:
List list = new LinkedList<>();
// 这是一个Queue:
Queue queue = new LinkedList<>();

Deque

是Queue的子接口 描述的是双端队列的操作 重点操作表的头尾

此接口定义在双端队列两端访问元素的方法。提供插入、移除和检查元素的方法。每种方法都存在两种形式：一种形式在操作失败时抛出异常，另一种形式返回一个特殊值（null 或 false，具体取决于操作）。插入操作的后一种形式是专为使用有容量限制的 Deque 实现设计的；在大多数实现中，插入操作不能失败。

此接口扩展了 Queue 接口。在将双端队列用作队列时，将得到 FIFO（先进先出）行为。将元素添加到双端队列的末尾，从双端队列的开头移除元素。从 Queue 接口继承的方法完全等效于 Deque 方法，如下表所示：

双端队列也可用作 LIFO（后进先出）堆栈。应优先使用此接口而不是遗留 Stack 类。在将双端队列用作堆栈时，元素被推入双端队列的开头并从双端队列开头弹出。堆栈方法完全等效于 Deque 方法，如下表所示：

注意，在将双端队列用作队列或堆栈时，peek 方法同样正常工作；无论哪种情况下，都从双端队列的开头抽取元素。

虽然 Deque 实现没有严格要求禁止插入 null 元素，但建议最好这样做。建议任何事实上允许 null 元素的 Deque 实现用户最好不 要利用插入 null 的功能。这是因为各种方法会将 null 用作特殊的返回值来指示双端队列为空。

ArrayDeque

Deque 接口的大小可变数组的实现。数组双端队列没有容量限制；它们可根据需要增加以支持使用。它们不是线程安全的；在没有外部同步时，它们不支持多个线程的并发访问。禁止 null 元素。此类很可能在用作堆栈时快于 Stack，在用作队列时快于 LinkedList。

底层数组实现 不同步 禁止null
其他功能和LinkedList一模一样
可以把类理解为数组版的LinkedList

PriorityQueue 优先队列

PriorityQueue和Queue的区别在于，它的出队顺序与元素的优先级有关，对PriorityQueue调用remove()或poll()方法，返回的总是优先级最高的元素。

要使用PriorityQueue，我们就必须给每个元素定义“优先级”。

放入PriorityQueue的元素，必须实现Comparable接口，PriorityQueue会根据元素的排序顺序决定出队的优先级。

如果我们要放入的元素并没有实现Comparable接口怎么办？PriorityQueue允许我们提供一个Comparator对象来判断两个元素的顺序。

底层数据结构最小堆结构(最大堆)
本质上就是一个二叉树
二分搜索树特点：任何一个结点的左孩子比你小 右孩子比你大 底层实现 链表实现
最小堆特点：任何一个结点都比左右两个孩子小 完全二叉树 底层实现 数组实现
自然排序 禁止null 不同步

实现最小堆和最大堆

最大堆：根结点的键值是所有堆结点键值中最大者，且每个结点的值都比其孩子的值大。

最小堆：根结点的键值是所有堆结点键值中最小者，且每个结点的值都比其孩子的值小。

//最小堆实现
PriorityQueue queue = new PriorityQueue<>();
//最大堆实现
PriorityQueue queue2 = new PriorityQueue<>(new Comparator() {@Overridepublic int compare(Integer o1, Integer o2) {return o2 - o1;}
});
Random random = new Random();
for (int i = 0; i < 10; i++) {int num =  random.nextInt(15);queue.offer(num);queue2.offer(num);
}
System.out.println(queue);
System.out.println(queue2);System.out.println(queue.poll());
System.out.println(queue2.poll());

有一组N个元素的数组 求前K个大的元素

//思路一 全部降序排序 遍历前K个
//思路二 优先队列 先把所有元素放到优先队列(最大堆)中 出队K次
int[] arr = new int[1000];
Random random = new Random();
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {arr[i] = random.nextInt(10000);
}
PriorityQueue queue = new PriorityQueue<>(new Comparator() {@Overridepublic int compare(Integer o1, Integer o2) {return o2 - o1;}
});
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {queue.offer(arr[i]);
}
for (int i = 0; i < 10; i++) {System.out.println(queue.poll());
}

PriorityQueue实现了一个优先队列：从队首获取元素时，总是获取优先级最高的元素。

PriorityQueue默认按元素比较的顺序排序（必须实现Comparable接口），也可以通过Comparator自定义排序算法（元素就不必实现Comparable接口）。