priorityqueue怎么在JAVA中使用 - 行业资讯 - 肥雀云

本篇文章为大家展示了priorityqueue怎么在JAVA中使用，内容简明扼要并且容易理解，绝对能使你眼前一亮，通过这篇文章的详细介绍希望你能有所收获。

Java中PriorityQueue通过二叉小顶堆实现，可以用一棵完全二叉树表示。本文从Queue接口函数出发，结合生动的图解，深入浅出地分析PriorityQueue每个操作的具体过程和时间复杂度，将让读者建立对PriorityQueue建立清晰而深入的认识。

总体介绍

前面以JavaArrayDeque为例讲解了Stack和Queue，其实还有一种特殊的队列叫做PriorityQueue，即优先队列。优先队列的作用是能保证每次取出的元素都是队列中权值最小的（Java的优先队列每次取最小元素，C++的优先队列每次取最大元素）。这里牵涉到了大小关系，元素大小的评判可以通过元素本身的自然顺序（natural ordering），也可以通过构造时传入的比较器（Comparator，类似于C++的仿函数）。

Java中PriorityQueue实现了Queue接口，不允许放入null元素；其通过堆实现，具体说是通过完全二叉树（complete binary tree）实现的小顶堆（任意一个非叶子节点的权值，都不大于其左右子节点的权值），也就意味着可以通过数组来作为PriorityQueue的底层实现。

上图中我们给每个元素按照层序遍历的方式进行了编号，如果你足够细心，会发现父节点和子节点的编号是有联系的，更确切的说父子节点的编号之间有如下关系：

leftNo=parentNo*2+1

rightNo=parentNo*2+2

parentNo=(nodeNo-1)/2

通过上述三个公式，可以轻易计算出某个节点的父节点以及子节点的下标。这也就是为什么可以直接用数组来存储堆的原因。

PriorityQueue的peek()和element操作是常数时间，add(),offer(), 无参数的remove()以及poll()方法的时间复杂度都是log(N)。

方法剖析

add()和offer()

add(E e)和offer(E e)的语义相同，都是向优先队列中插入元素，只是Queue接口规定二者对插入失败时的处理不同，前者在插入失败时抛出异常，后则则会返回false。对于PriorityQueue这两个方法其实没什么差别。

新加入的元素可能会破坏小顶堆的性质，因此需要进行必要的调整。

//offer(E e)
　　public  boolean 提供(E  e), {
　　if 才能;(e ==, null)//不允许放入零元素
　　,,,throw  new  NullPointerException ();
　　modCount才能+ +;
　　int 才能;小姐:=,大小;
　　if 才能;(小姐:祝辞=,queue.length)
　　,,,增长(小姐:+,- 1);//自动扩容
　　size 才能=,小姐:+,1;
　　if 才能;(小姐:==,0)//队列原来为空,这是插入的第一个元素
　　,,,队列[0],=,e;
　　其他的才能
　　,,,siftUp (i, e);//调整
　　return 才能;真实;
　　}

上述代码中,扩容函数<代码>生长()类似于<代码> ArrayList 里的<代码>生长()函数,就是再申请一个更大的数组,并将原数组的元素复制过去,这里不再赘述。需要注意的是<代码> siftUp (int k, E x) 方法,该方法用于插入元素<代码> x> //siftUp () 　　private void siftUp (int k, E x), { 　　while 才能;(k 祝辞,0),{ 　　,,,int parent =, (k 安康;1),在祝辞祝辞,1;//parentNo =(nodeNo-1)/2 　　,,,Object e =,队列(父); 　　,,,if (comparator.compare (x), (E), E),祝辞=,0)//调用比较器的比较方法　　,,,,,休息; 　　,,,队列[k],=, e; 　　,,,k =,父母; 　　,,} 　　队列才能[k],=, x; 　　}

新加入的元素x <代码> 可能会破坏小顶堆的性质,因此需要进行调整。调整的过程为:从<代码> k> 逐层与当前点的父母<代码> 进行比较并交换,直到满足<代码> x祝辞=队列(父)为止。注意这里的比较可以是元素的自然顺序,也可以是依靠比较器的顺序。

<强>元素()和peek()

<代码>元素()和