priorityqueue函数java

时间: 2023-11-04 21:05:08 浏览: 79

JAVA：PriorityQueue

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### Java中的PriorityQueue详解 #### 类概述 `PriorityQueue`是Java集合框架的一部分，它是一个基于优先级堆的无界优先级队列。这个队列的元素可以按照它们的自然顺序或者是通过构造队列时提供的`Comparator`进行排序。`PriorityQueue`不允许使用`null`元素，而且依赖于自然顺序的优先级队列也不允许插入不可比较的对象，否则会导致`ClassCastException`。 #### 类型参数 - **E**：表示集合中所保存元素的类型。 #### 已实现的接口 - **Serializable**：支持序列化功能。 - **Iterable<E>**：支持迭代功能。 - **Collection<E>**：提供了基本集合操作。 - **Queue<E>**：定义了队列的行为。 #### 继承关系 - `java.lang.Object` - `java.util.AbstractCollection<E>` - `java.util.AbstractQueue<E>` - `java.util.PriorityQueue<E>` #### 构造方法 - **PriorityQueue()**：使用默认的初始容量（通常是11）创建一个`PriorityQueue`，并根据元素的自然顺序进行排序。 - **PriorityQueue(Collection<? extends E> c)**：创建包含指定`Collection`中元素的`PriorityQueue`，并根据元素的自然顺序进行排序。 - **PriorityQueue(int initialCapacity)**：使用指定的初始容量创建一个`PriorityQueue`，并根据元素的自然顺序进行排序。 - **PriorityQueue(int initialCapacity, Comparator<? super E> comparator)**：使用指定的初始容量创建一个`PriorityQueue`，并根据指定的`Comparator`对元素进行排序。 - **PriorityQueue(PriorityQueue<? extends E> c)**：创建包含指定优先级队列元素的`PriorityQueue`。 - **PriorityQueue(SortedSet<? extends E> c)**：创建包含指定有序集元素的`PriorityQueue`。 #### 方法介绍 - **boolean add(E e)**：将指定的元素插入此优先级队列。如果成功插入则返回`true`。 - **void clear()**：从此优先级队列中移除所有元素。 - **Comparator<? super E> comparator()**：返回用来对此队列中的元素进行排序的`Comparator`；如果此队列根据其元素的自然顺序进行排序，则返回`null`。 - **Comparator**：用于比较两个对象。如果`compare(a, b)`方法返回正数，则表示`b`的优先级高于`a`；如果返回负数，则表示`a`的优先级高于`b`。 - **boolean contains(Object o)**：如果此队列包含指定的元素，则返回`true`。 - **Iterator<E> iterator()**：返回在此队列中的元素上进行迭代的迭代器。请注意，迭代器不保证以任何特定的顺序遍历优先级队列中的元素。 - **boolean offer(E e)**：将指定的元素插入此优先级队列。如果成功插入且未发生溢出，则返回`true`。 - **E peek()**：获取但不移除此队列的头；如果此队列为空，则返回`null`。 #### 特性与限制 - **无界队列**：虽然`PriorityQueue`被设计为无界队列，但它有一个内部容量来控制用于存储队列元素的数组大小。随着向队列添加元素，其容量会自动增长。 - **同步问题**：此实现不是同步的。如果多个线程中的任意线程修改了队列，则这些线程不应同时访问同一个`PriorityQueue`实例。在这种情况下，建议使用线程安全的`PriorityBlockingQueue`。 - **性能特征**：提供O(log(n))的时间复杂度对于入队和出队方法（如`offer`、`poll`、`remove()`和`add`）。`remove(Object)`和`contains(Object)`方法提供线性时间。获取方法（如`peek`、`element`和`size`）提供固定时间。 #### 使用场景 - 当需要按照一定的顺序处理元素时，比如任务调度、事件处理等场景下非常有用。 - 在需要动态调整优先级的场景下，如实时任务管理中。 - 也可以用于构建最小堆或最大堆，通过适当的比较器来实现。 #### 总结 `PriorityQueue`在Java中是一种非常实用的数据结构，特别是在需要按照一定规则对数据进行排序的情况下。通过对它的深入理解，开发者可以更好地利用这一工具来优化自己的应用程序。

PriorityQueue是Java中的一个特殊队列，也是一种优先队列。它能够保证每次取出的元素都是队列中权值最小的元素。在Java中，PriorityQueue的实现是基于二叉小顶堆的数据结构。具体来说，它使用一棵完全二叉树来表示。PriorityQueue的peek()和element()操作的时间复杂度是常数时间，而add()、offer()、remove()和poll()方法的时间复杂度都是log(N)。这意味着，向PriorityQueue中添加元素或者移除元素的时间复杂度是与队列的大小成对数关系。

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