Java教程-Java队列接口

Java队列接口

队列接口（Queue）位于java.util包中，扩展了Collection接口。它用于按照先进先出（FIFO）的方式保存被处理的元素。它是一个有序对象列表，其中插入元素发生在列表的末尾，删除元素发生在列表的开头。

作为一个接口，队列在声明时需要具体的类，最常用的类是Java中的LinkedList和PriorityQueue。这些类的实现不是线程安全的。如果需要线程安全的实现，可以使用PriorityBlockingQueue。

队列接口声明

public interface Queue<E> extends Collection<E>

Java队列接口的方法

方法	描述
boolean add(object)	将指定元素插入此队列中，并在成功时返回true。
boolean offer(object)	将指定元素插入此队列中。
Object remove()	检索并删除此队列的头部。
Object poll()	检索并删除此队列的头部，如果此队列为空，则返回null。
Object element()	检索但不删除此队列的头部。
Object peek()	检索但不删除此队列的头部，如果此队列为空，则返回null。

队列的特点

以下是队列的一些重要特点：

如前所述，队列使用FIFO的概念来插入和删除元素。
Java队列支持Collection接口的所有方法，包括删除、插入等。
PriorityQueue、ArrayBlockingQueue和LinkedList是最常用的实现方式。
如果在BlockingQueue上进行任何空操作，将引发NullPointerException。
出现在util包中的队列称为无界队列。
出现在util.concurrent包中的队列称为有界队列。
除了双端队列之外，所有队列都支持在队列的头部和尾部进行删除和插入。事实上，双端队列支持在两端插入和删除元素。

PriorityQueue类

PriorityQueue也是集合框架中定义的一个类，它根据优先级给我们提供了一种处理对象的方式。如前所述，Java队列中的元素按照FIFO模式进行插入和删除。然而，有时需要根据优先级来处理队列的元素，这就是PriorityQueue派上用场的地方。

PriorityQueue类声明

让我们来看一下java.util.PriorityQueue类的声明。

public class PriorityQueue<E> extends AbstractQueue<E> implements Serializable

Java PriorityQueue示例

文件名：TestCollection12.java

import java.util.*;

class TestCollection12 {
   public static void main(String args[]) {
      PriorityQueue<String> queue = new PriorityQueue<String>();
      queue.add("Amit");
      queue.add("Vijay");
      queue.add("Karan");
      queue.add("Jai");
      queue.add("Rahul");
      
      System.out.println("head: " + queue.element());
      System.out.println("head: " + queue.peek());
      
      System.out.println("Iterating the queue elements:");
      Iterator itr = queue.iterator();
      while (itr.hasNext()) {
         System.out.println(itr.next());
      }
      
      queue.remove();
      queue.poll();
      
      System.out.println("After removing two elements:");
      Iterator<String> itr2 = queue.iterator();
      while (itr2.hasNext()) {
         System.out.println(itr2.next());
      }
   }
}

输出：

head: Amit
head: Amit
Iterating the queue elements:
Amit
Jai
Karan
Vijay
Rahul
After removing two elements:
Karan
Rahul
Vijay

Java PriorityQueue示例：Book

让我们看一个PriorityQueue的示例，其中我们将书籍添加到队列并打印所有书籍。PriorityQueue中的元素必须是Comparable类型。字符串和包装类默认是可比较的。要在PriorityQueue中添加自定义对象，需要实现Comparable接口。

文件名：LinkedListExample.java

import java.util.*;

class Book implements Comparable<Book>{
   int id;
   String name, author, publisher;
   int quantity;
   
   public Book(int id, String name, String author, String publisher, int quantity) {
      this.id = id;
      this.name = name;
      this.author = author;
      this.publisher = publisher;
      this.quantity = quantity;
   }
   
   public int compareTo(Book b) {
      if (id > b.id) {
         return 1;
      } else if (id < b.id) {
         return -1;
      } else {
         return 0;
      }
   }
}

public class LinkedListExample {
   public static void main(String[] args) {
      Queue<Book> queue = new PriorityQueue<Book>();
      
      // 创建书籍
      Book b1 = new Book(121, "Let us C", "Yashwant Kanetkar", "BPB", 8);
      Book b2 = new Book(233, "Operating System", "Galvin", "Wiley", 6);
      Book b3 = new Book(101, "Data Communications & Networking", "Forouzan", "Mc Graw Hill", 4);
      
      // 将书籍添加到队列
      queue.add(b1);
      queue.add(b2);
      queue.add(b3);
      
      System.out.println("Traversing the queue elements:");
      // 遍历队列元素
      for (Book b : queue) {
         System.out.println(b.id + " " + b.name + " " + b.author + " " + b.publisher + " " + b.quantity);
      }
      
      queue.remove();
      
      System.out.println("After removing one book record:");
      for (Book b : queue) {
         System.out.println(b.id + " " + b.name + " " + b.author + " " + b.publisher + " " + b.quantity);
      }
   }
}