Java 中的优先级队列
原文:https://www.geeksforgeeks.org/priority-queue-class-in-java/
当应该根据优先级处理对象时，使用优先级队列。众所周知，一个队列遵循先进先出算法，但有时队列的元素需要根据优先级进行处理，也就是优先级队列开始发挥作用的时候。优先级队列基于优先级堆。优先级队列的元素根据自然顺序进行排序，或者由队列构建时提供的比较器进行排序，具体取决于使用的构造函数。
在下面的优先级队列中，具有最大 ASCII 值的元素将具有最高优先级。
申报:
public class PriorityQueue<E> extends AbstractQueue<E> implements Serializable
where E is the type of elements held in this queue
该类实现了可序列化、可迭代< E > 、集合T5】、队列T7】接口。
优先级队列上的几个要点如下:
- 优先级队列不允许为空。
- 我们不能创建不可比较对象的优先级队列
- 优先级队列是未绑定的队列。
- 相对于指定的顺序，这个队列的头是最少的元素。如果多个元素以最小的价值捆绑在一起，头部就是这些元素中的一个——捆绑是任意断开的。
- 由于 PriorityQueue 不是线程安全的，所以 java 提供了 PriorityBlockingQueue 类，该类实现了在 java 多线程环境中使用的 BlockingQueue 接口。
- 队列检索操作轮询、移除、查看和元素访问队列头部的元素。
- 它为添加和轮询方法提供了 O(log(n))时间。
- 它继承了抽象队列、抽象集合、集合和对象类的方法。
施工人员:
1。PriorityQueue(): 创建一个具有默认初始容量(11)的 PriorityQueue，它根据元素的自然顺序对其进行排序。
优先级队列 pq =新优先级队列()；
2。优先级队列(集合< E > c): 创建包含指定集合中元素的优先级队列。
优先权队列 pq =新优先权队列(集合【c】；
3。优先级队列(int initialCapacity) :创建一个具有指定初始容量的优先级队列，该队列根据元素的自然顺序对其进行排序。
优先级队列 pq =新优先级队列 (int 初始容量)；
4。优先级队列(int initialCapacity，ComparatorComparator):创建具有指定初始容量的优先级队列，该队列根据指定的比较器对其元素进行排序。
优先级队列 pq =新优先级队列(int initialCapacity，ComparatorComparator)；
5。优先级队列(优先级队列< E > c) :创建一个包含指定优先级队列中元素的优先级队列。
PriorityQueue pq =新 priority queue(priority queuec)；
6。优先级队列(排序集< E > c) :创建一个包含指定排序集中元素的优先级队列。
priority queue【pq =新优先级队列】(sort dset【c】；
示例:
下面的例子解释了优先级队列的以下基本操作。
- 布尔 add(E 元素):这个方法将指定的元素插入到这个优先级队列中。
- public peek(): 此方法检索但不移除此队列的头，如果此队列为空，则返回 null。
- public poll(): 此方法检索并删除此队列的头，如果此队列为空，则返回 null。
Java 语言(一种计算机语言，尤用于创建网站)
// Java program to demonstrate the
// working of PriorityQueue
import java.util.*;
class PriorityQueueDemo {
// Main Method
public static void main(String args[])
{
// Creating empty priority queue
PriorityQueue<Integer> pQueue = new PriorityQueue<Integer>();
// Adding items to the pQueue using add()
pQueue.add(10);
pQueue.add(20);
pQueue.add(15);
// Printing the top element of PriorityQueue
System.out.println(pQueue.peek());
// Printing the top element and removing it
// from the PriorityQueue container
System.out.println(pQueue.poll());
// Printing the top element again
System.out.println(pQueue.peek());
}
}
输出:
10
10
15
优先队列上的操作
让我们看看如何在优先级队列类上执行一些常用的操作。
1。添加元素:为了在优先级队列中添加一个元素，我们可以使用 add() 方法。插入顺序不会保留在优先级队列中。元素是根据优先级顺序存储的，默认情况下，优先级顺序是升序。
Java 语言(一种计算机语言，尤用于创建网站)
// Java program to add elements
// to a PriorityQueue
import java.util.*;
import java.io.*;
public class PriorityQueueDemo {
public static void main(String args[])
{
PriorityQueue<String> pq = new PriorityQueue<>();
pq.add("Geeks");
pq.add("For");
pq.add("Geeks");
System.out.println(pq);
}
}
输出:
[For, Geeks, Geeks]
2。移除元素:为了从优先级队列中移除元素，我们可以使用移除()方法。如果有多个这样的对象，则删除第一个出现的对象。除此之外，poll()方法也用于移除头部并将其返回。
Java 语言(一种计算机语言，尤用于创建网站)
// Java program to remove elements
// from a PriorityQueue
import java.util.*;
import java.io.*;
public class PriorityQueueDemo {
public static void main(String args[])
{
PriorityQueue<String> pq = new PriorityQueue<>();
pq.add("Geeks");
pq.add("For");
pq.add("Geeks");
System.out.println("Initial PriorityQueue " + pq);
// using the method
pq.remove("Geeks");
System.out.println("After Remove - " + pq);
System.out.println("Poll Method - " + pq.poll());
System.out.println("Final PriorityQueue - " + pq);
}
}
输出:
Initial PriorityQueue [For, Geeks, Geeks]
After Remove - [For, Geeks]
Poll Method - For
Final PriorityQueue - [Geeks]
3。访问元素:由于队列遵循先进先出原则，我们只能访问队列的头部。要从优先级队列中访问元素，我们可以使用 peek()方法。
Java 语言(一种计算机语言，尤用于创建网站)
// Java program to access elements
// from a PriorityQueue
import java.util.*;
class PriorityQueueDemo {
// Main Method
public static void main(String[] args)
{
// Creating a priority queue
PriorityQueue<String> pq = new PriorityQueue<>();
pq.add("Geeks");
pq.add("For");
pq.add("Geeks");
System.out.println("PriorityQueue: " + pq);
// Using the peek() method
String element = pq.peek();
System.out.println("Accessed Element: " + element);
}
}
输出:
PriorityQueue: [For, Geeks, Geeks]
Accessed Element: For
4。迭代优先级队列:有多种方法迭代优先级队列。最著名的方法是将队列转换为数组，并使用 for 循环遍历。然而，队列还有一个内置的迭代器，可以用来遍历队列。
Java 语言(一种计算机语言，尤用于创建网站)
// Java program to iterate elements
// to a PriorityQueue
import java.util.*;
public class PriorityQueueDemo {
// Main Method
public static void main(String args[])
{
PriorityQueue<String> pq = new PriorityQueue<>();
pq.add("Geeks");
pq.add("For");
pq.add("Geeks");
Iterator iterator = pq.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
System.out.print(iterator.next() + " ");
}
}
}
输出:
For Geeks Geeks
优先级队列类中的方法
| 方法 | 描述 | | --- | --- | | [加(E e)](https://www.geeksforgeeks.org/priorityqueue-add-method-in-java/) | 将指定的元素插入此优先级队列。 | | [晴()](https://www.geeksforgeeks.org/priorityqueue-clear-method-in-java/#:~:text=clear()%20method%20is%20used,only%20empty%20an%20existing%20PriorityQueue.) | 从此优先级队列中移除所有元素。 | | [比较器()](https://www.geeksforgeeks.org/priorityqueue-comparator-method-in-java/) | 返回用于对该队列中的元素进行排序的比较器，如果根据元素的自然顺序对该队列进行排序，则返回 null。 | | [包含(对象 o)](https://www.geeksforgeeks.org/priorityqueue-contains-method-in-java/#:~:text=PriorityQueue.,any%20particular%20element%20or%20not.&text=Return%20Value%3A%20The%20method%20returns,queue%20otherwise%20it%20returns%20False.) | 如果此队列包含指定的元素，则返回 true。 | | forEach(消费者 super E>行动) | 对 Iterable 的每个元素执行给定的操作，直到所有元素都被处理完或者该操作引发异常。 | | [迭代器()](https://www.geeksforgeeks.org/priorityqueue-iterator-method-in-java/) | 返回该队列中元素的迭代器。 | | [报价(E e)](https://www.geeksforgeeks.org/priorityqueue-offer-method-in-java/) | 将指定的元素插入此优先级队列。 | | [移除(物体 o)](https://www.geeksforgeeks.org/priorityqueue-remove-method-in-java/) | 从该队列中移除指定元素的单个实例(如果存在)。 | | 移除所有(集合> c) | 移除此集合中也包含在指定集合中的所有元素(可选操作)。 | | 移除 If(谓词 super E>过滤器) | 移除此集合中满足给定谓词的所有元素。 | | 零售(集合> c) | 仅保留此集合中包含在指定集合中的元素(可选操作)。 | | [分流器()](https://www.geeksforgeeks.org/priorityqueue-spliterator-method-in-java/) | 对该队列中的元素创建后期绑定和故障快速拆分器。 | | [toaarray()](https://www.geeksforgeeks.org/priorityqueue-toarray-method-in-java/#:~:text=toArray(arr%5B%5D)%20method%20in,the%20previous%20method%20without%20parameters.) | 返回包含该队列中所有元素的数组。 | | [toaarray(t[]a)](https://www.geeksforgeeks.org/priorityqueue-toarray-method-in-java/#:~:text=toArray(arr%5B%5D)%20method%20in,the%20previous%20method%20without%20parameters.) | 返回包含该队列中所有元素的数组；返回数组的运行时类型是指定数组的运行时类型。 |Java . util . abstract queue 类中声明的方法
| 方法 | 描述 | | --- | --- | | [addAll(收藏 c)](https://www.geeksforgeeks.org/abstractqueue-addall-method-in-java-with-examples/) | 将指定集合中的所有元素添加到该队列中。 | | [元素()](https://www.geeksforgeeks.org/abstractqueue-element-method-in-java-with-examples/) | 检索但不移除该队列的头。 | | [移除()](https://www.geeksforgeeks.org/abstractqueue-remove-method-in-java-with-examples/#:~:text=The%20remove()%20method%20of,the%20head%20of%20this%20queue.&text=Parameters%3A%20This%20method%20does%20not,if%20the%20queue%20is%20empty.) | 检索并删除该队列的头。 |Java . util . abstract collection 类中声明的方法
| 方法 | 描述 | | --- | --- | | [包含所有(收藏 c)](https://www.geeksforgeeks.org/abstractcollection-containsall-method-in-java-with-examples/) | 如果此集合包含指定集合中的所有元素，则返回 true。 | | [【isempty()](https://www.geeksforgeeks.org/abstractcollection-isempty-method-in-java-with-examples/) | 如果此集合不包含元素，则返回 true。 | | [toString()](https://www.geeksforgeeks.org/abstractcollection-tostring-method-in-java-with-examples/) | 返回此集合的字符串表示形式。 |接口 java.util.Collection 中声明的方法
| 方法 | 描述 | | --- | --- | | 包含所有(集合> c) | 如果此集合包含指定集合中的所有元素，则返回 true。 | | 等于(对象 0) | 将指定的对象与此集合进行比较，看是否相等。 | | hashCode() | 返回此集合的哈希代码值。 | | isEmpty() | 如果此集合不包含元素，则返回 true。 | | 并行流() | 以此集合为源返回一个可能并行的流。 | | 大小() | 返回此集合中的元素数量。 | | 流() | 返回以此集合为源的顺序流。 | | toArray(IntFunction 生成器) | 使用提供的生成器函数分配返回的数组，返回包含此集合中所有元素的数组。 |接口 java.util.Queue 中声明的方法
| 方法 | 描述 | | --- | --- | | [peek()](https://www.geeksforgeeks.org/queue-peek-method-in-java/) | 检索但不移除该队列的头，如果该队列为空，则返回 null。 | | [投票()](https://www.geeksforgeeks.org/queue-poll-method-in-java/) | 检索并删除该队列的头，如果该队列为空，则返回 null。 |应用程序:
- 实现迪克斯特拉的和普里姆的算法。
- K 次否定后最大化数组和
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