Java? 教程（Queue接口）

RayKr 發布于2019-08-16 15:16 / 2619人閱讀

Queue接口

Queue是在處理之前保存元素的集合，除了基本的Collection操作外，隊列還提供額外的插入、刪除和檢查操作，Queue接口如下。

public interface Queue extends Collection {
    E element();
    boolean offer(E e);
    E peek();
    E poll();
    E remove();
}

每個Queue方法都有兩種形式：（1）如果操作失敗則拋出異常，（2）如果操作失敗，則返回特殊值（null或false，具體取決于操作），接口的常規結構如下表所示。

操作類型	拋出異常	返回特殊值
插入	add(e)	offer(e)
移除	remove()	poll()
檢查	element()	peek()

隊列通常（但不一定）以FIFO（先進先出）方式對元素進行排序，優先級隊列除外，它們根據元素的值對元素進行排序 — 有關詳細信息，請參閱“對象排序”部分。無論使用什么排序，隊列的頭部都是通過調用remove或poll移除的元素。在FIFO隊列中，所有新元素都插入隊列的尾部，其他類型的隊列可能使用不同的放置規則，每個Queue實現都必須指定其排序屬性。

Queue實現可以限制它所擁有的元素數量，這樣的隊列被稱為有界，java.util.concurrent中的某些Queue實現是有界的，但java.util中的實現不是。

Queue從Collection繼承的add方法插入一個元素，除非它違反了隊列的容量限制，在這種情況下它會拋出IllegalStateException。offer方法，僅用于有界隊列，與add不同之處僅在于它通過返回false來表示插入元素失敗。

remove和poll方法都移除并返回隊列的頭部，確切地移除哪個元素是隊列的排序策略的函數，僅當隊列為空時，remove和poll方法的行為才有所不同，在這些情況下，remove拋出NoSuchElementException，而poll返回null。

element和peek方法返回但不移除隊列的頭部，它們之間的差異與remove和poll的方式完全相同：如果隊列為空，則element拋出NoSuchElementException，而peek返回null。

隊列實現通常不允許插入null元素，為實現Queue而進行了改進的LinkedList實現是一個例外，由于歷史原因，它允許null元素，但是你應該避免利用它，因為null被poll和peek方法用作特殊的返回值。

隊列實現通常不定義equals和hashCode方法的基于元素的版本，而是從Object繼承基于標識的版本。

Queue接口不定義阻塞隊列方法，這在并發編程中很常見，這些等待元素出現或空間可用的方法在java.util.concurrent.BlockingQueue接口中定義，該接口擴展了Queue。

在以下示例程序中，隊列用于實現倒數計時器，隊列預先加載了從命令行上指定的數字到0的所有整數值，按降序排列，然后，從隊列中刪除值并以一秒的間隔打印。該程序是人為的，因為在不使用隊列的情況下執行相同的操作會更自然，但它說明了在后續處理之前使用隊列來存儲元素。

import java.util.*;

public class Countdown {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        int time = Integer.parseInt(args[0]);
        Queue queue = new LinkedList();

        for (int i = time; i >= 0; i--)
            queue.add(i);

        while (!queue.isEmpty()) {
            System.out.println(queue.remove());
            Thread.sleep(1000);
        }
    }
}

在以下示例中，優先級隊列用于對元素集合進行排序，同樣，這個程序是人為的，因為沒有理由使用它來支持集合中提供的排序方法，但它說明了優先級隊列的行為。

static  List heapSort(Collection c) {
    Queue queue = new PriorityQueue(c);
    List result = new ArrayList();

    while (!queue.isEmpty())
        result.add(queue.remove());

    return result;
}

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