java 如何创建queue

在Java中，创建Queue的方法包括：使用LinkedList、使用PriorityQueue、使用ArrayDeque。 其中，最常用的方法是使用LinkedList和PriorityQueue。LinkedList是一种基于链表的数据结构，适合频繁插入和删除操作；PriorityQueue是一种基于优先级的队列，适合需要按优先级顺序处理元素的场景。接下来，我们将详细讲解如何通过这些方法来创建和操作一个Queue。

一、使用LinkedList创建Queue

1.1、基础介绍

LinkedList 是 Java 集合框架中的一个类，它实现了Queue接口，因此可以用来创建队列。LinkedList 是基于链表的数据结构，适合频繁的插入和删除操作。

1.2、创建和使用LinkedList

要创建一个LinkedList类型的队列，我们首先需要导入java.util.LinkedList包。以下是一个简单的示例：

import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个LinkedList类型的Queue
        Queue<String> queue = new LinkedList<>();
        // 向队列中添加元素
        queue.add("Element1");
        queue.add("Element2");
        queue.add("Element3");
        // 查看队列的头部元素
        System.out.println("Head of queue: " + queue.peek());
        // 移除队列的头部元素
        queue.remove();
        // 查看移除后队列的头部元素
        System.out.println("Head of queue after remove: " + queue.peek());
    }
}

1.3、详细操作解析

添加元素：使用add()方法向队列中添加元素。如果队列已满，add()方法会抛出IllegalStateException。
查看头部元素：使用peek()方法可以获取队列的头部元素，但不移除它。如果队列为空，peek()返回null。
移除元素：使用remove()方法移除并返回队列的头部元素。如果队列为空，remove()会抛出NoSuchElementException。

二、使用PriorityQueue创建Queue

2.1、基础介绍

PriorityQueue 是一种基于优先级堆的数据结构，适合需要按优先级顺序处理元素的场景。默认情况下，PriorityQueue中的元素将按照自然顺序排序。

2.2、创建和使用PriorityQueue

要创建一个PriorityQueue类型的队列，我们需要导入java.util.PriorityQueue包。以下是一个示例：

import java.util.PriorityQueue;
import java.util.Queue;
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个PriorityQueue类型的Queue
        Queue<String> priorityQueue = new PriorityQueue<>();
        // 向队列中添加元素
        priorityQueue.add("Element3");
        priorityQueue.add("Element1");
        priorityQueue.add("Element2");
        // 查看队列的头部元素
        System.out.println("Head of queue: " + priorityQueue.peek());
        // 移除队列的头部元素
        priorityQueue.remove();
        // 查看移除后队列的头部元素
        System.out.println("Head of queue after remove: " + priorityQueue.peek());
    }
}

2.3、详细操作解析

添加元素：使用add()方法向队列中添加元素。PriorityQueue会根据元素的自然顺序或自定义比较器重新排序。
查看头部元素：使用peek()方法获取队列的头部元素（优先级最高的元素），但不移除它。
移除元素：使用remove()方法移除并返回队列的头部元素（优先级最高的元素）。

三、使用ArrayDeque创建Queue

3.1、基础介绍

ArrayDeque 是一种基于数组的双端队列，它可以作为栈和队列使用。在没有容量限制的情况下，ArrayDeque通常比LinkedList更高效。

3.2、创建和使用ArrayDeque

要创建一个ArrayDeque类型的队列，我们需要导入java.util.ArrayDeque包。以下是一个示例：

import java.util.ArrayDeque;
import java.util.Queue;
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个ArrayDeque类型的Queue
        Queue<String> arrayDeque = new ArrayDeque<>();
        // 向队列中添加元素
        arrayDeque.add("Element1");
        arrayDeque.add("Element2");
        arrayDeque.add("Element3");
        // 查看队列的头部元素
        System.out.println("Head of queue: " + arrayDeque.peek());
        // 移除队列的头部元素
        arrayDeque.remove();
        // 查看移除后队列的头部元素
        System.out.println("Head of queue after remove: " + arrayDeque.peek());
    }
}

3.3、详细操作解析

添加元素：使用add()方法向队列中添加元素。ArrayDeque没有容量限制，但在初始容量不足时会进行扩容。
查看头部元素：使用peek()方法可以获取队列的头部元素，但不移除它。
移除元素：使用remove()方法移除并返回队列的头部元素。

四、Queue接口的常用方法

4.1、添加元素

add(E e)：将指定的元素插入此队列（如果立即可行且不会违反容量限制），当使用有容量限制的队列时，add方法可能会抛出IllegalStateException。
offer(E e)：将指定的元素插入此队列（如果立即可行且不会违反容量限制），当使用有容量限制的队列时，offer方法比add方法更安全，返回true表示成功，false表示失败。

4.2、移除元素

remove()：移除并返回此队列的头部，如果队列为空，则抛出NoSuchElementException。
poll()：移除并返回此队列的头部，如果队列为空，则返回null。

4.3、查看元素

element()：获取但不移除此队列的头部，如果队列为空，则抛出NoSuchElementException。
peek()：获取但不移除此队列的头部，如果队列为空，则返回null。

五、使用自定义比较器在PriorityQueue中排序

在某些情况下，我们可能希望按照自定义的顺序对PriorityQueue中的元素进行排序。我们可以通过实现Comparator接口来定义自定义的比较器。以下是一个示例：

import java.util.PriorityQueue;
import java.util.Comparator;
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 自定义比较器：按字符串长度排序
        Comparator<String> comparator = new Comparator<String>() {
            public int compare(String s1, String s2) {
                return Integer.compare(s1.length(), s2.length());
            }
        };
        // 创建一个PriorityQueue类型的Queue，并使用自定义比较器
        PriorityQueue<String> priorityQueue = new PriorityQueue<>(comparator);
        // 向队列中添加元素
        priorityQueue.add("short");
        priorityQueue.add("medium");
        priorityQueue.add("longest");
        // 查看队列的头部元素
        System.out.println("Head of queue: " + priorityQueue.peek());
        // 移除队列的头部元素
        priorityQueue.remove();
        // 查看移除后队列的头部元素
        System.out.println("Head of queue after remove: " + priorityQueue.peek());
    }
}

六、总结

在Java中创建Queue的方法主要包括使用LinkedList、PriorityQueue和ArrayDeque。 每种方法都有其独特的优点和适用场景。LinkedList适合频繁的插入和删除操作，PriorityQueue适合需要按优先级顺序处理元素的场景，而ArrayDeque通常在没有容量限制的情况下比LinkedList更高效。通过理解和掌握这些方法及其操作，可以根据不同需求灵活选择合适的队列实现方式，从而编写出更高效、健壮的Java程序。