Java——（六）Collection之Queue集合

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Queue集合

　　Queue集合用于模拟队列这种数据结构，队列通常是指“先进先出‘（FIFO）的容器。队列

的头部保存在队列中存放时间最长的元素，队列的尾部保存咋队列中存放时间最短的元素。新元

素插入（offer）到队列的尾部，访问元素（poll）操作会返回队列头部的元素。通常队列不允许

随机访问队列中的元素。

　　Queue接口中定义了如下几个方法：

　　1）void add(Object o):将指定元素加入此队列的尾部。

　　2）Object element():获取队列头部的元素，但是不删除该元素。

　　3）boolean offer(Object o):将指定元素加入此队列的尾部。当时也有容量限制的队列时，

　　此方法通常比add(Object o)方法更好

　　4）Object peek():获取队列头部的元素，但不删除该元素，如果此队列为空，则返回null。

　　5）Object poll():获取队列头部的元素，删除该元素，如果此队列为空，则返回null。

　　6）Object remove():获取队列头部的元素，并删除该元素。

　　Queue接口有一个PriorityQueue实现类。此外，Queue还有一个Deque接口，它的实现类

即可当成队列使用，也可当成栈使用。Java为Deque提供了ArrayDeque和LinkedList两个实现类。

1.PriorityQueue实现类

　　PriorityQueue是一个比较标准的队列实现类。PriorityQueue保存队列元素的顺序并不是按加

入队列的顺序，而是按队列元素的大小进行重新排列。因此当调用peek()方法或者poll()方法取出队

列中的元素时，并不是取出最先进入队列的元素，而是取出队列中最小的元素。下面示范了

PriorityQueue队列的用法。

import java.util.PriorityQueue;


public class PriorityQueueTest {

    public static void main(String[] args) {

        PriorityQueue pq = new PriorityQueue();
        
        pq.offer(6);
        pq.offer(-3);
        pq.offer(9);
        pq.offer(0);
        System.out.println(pq);
        System.out.println(pq.poll());
        System.out.println(pq.peek());
    }

}

运行结果：

[-3, 0, 9, 6]
-3
0

2.Deque接口与ArrayDeque实现类

　　Deque接口是Queue接口的子接口，它代表一个双端队列，Deque接口里定义了一些双端队列

的方法：

1)void addFirst(Object o):将指定元素插入该双端队列的开头。

2)void addLast(Object o):将指定元素插入该双端队列的末尾。

3)Iterator descendingIterator():返回该双端队列对应的迭代器，该迭代器将以逆向顺序来迭代队列中的元素。

4)Object getFirst():获取但不删除双端队列的第一个元素。
5)Object getLast():获取但不删除双端队列的最后一个元素。

6)boolean offerFirst(Object o):将指定元素插入该双端队列的开头。
7)boolean offerLast(Object o):将指定元素插入该双端队列的末尾。

8)Object peekFirst():获取但不删除该双端队列的第一个元素；如果此双端队列为空，则返回null。

9)Object peekLast():获取但不删除该双端队列的最后一个元素；如果此双端队列为空，则返回null。

10)Object pollFirst():获取并删除该双端队列的第一个元素；如果此双端队列为空，则返回null。

11)Object pollLast():获取并删除该双端队列的最后一个元素；如果此双端队列为空，则返回null。

12)Object pop()（栈方法）:pop出该双端队列所表示的栈顶元素。相当于removeFirst()。

13)void push(Object o)（栈方法）:将一个元素push进该双端队列所表示的栈的栈顶。相当于addFirst(o)。
14)Object removeFirst():获取并删除该双端队列的第一个元素。

15)Object removeFirstOccurrence(Object o):删除该双端队列的第一次出现的元素o。
16)removeLast():删除该双端队列的最后一个元素。

17)removeFirstOccurrence(Object o):删除该双端队列的最后一次出现的元素o。

　　Deque接口提供了一个典型的实现类：ArrayDeque，它是一个基于数字实现的双端队列，创建Deque时

可以指定一个numElement参数，该参数用于指定Object[]数组的长度；如果不指定numElement参数，

Deque底层数组的长度为16.

提示：ArrayList和arrayDeque两个集合类的实现机制基本相似，它们的底层都采用一个动态的、可重分配的

Object[]数组来存储集合元素，当集合元素超出了该数组的容器时，系统会在底层重新分配一个Object[]数组

来存储集合元素。

2.LinkedList实现类

　　LinkedList类是List接口的实现类，此外，LinkedList还实现了Deque接口。下面程序示范了LinkedList集

合的用法。

import java.util.LinkedList;


public class LinkedListTest {

    public static void main(String[] args) {

        LinkedList llLinkedList = new LinkedList<>();
        //将字符串元素加入队列尾部
        llLinkedList.offer("黑马程序员");
        //将字符串元素加入栈的栈顶
        llLinkedList.push("传智播客");
        //将字符串元素添加到队列的头部，相当于栈的顶部
        llLinkedList.offerFirst("CSDN");
        
        for (int i = 0; i < llLinkedList.size(); i++) {
            System.out.println(llLinkedList.get(i));
        }
        //访问但不删除栈顶一个元素
        System.out.println(llLinkedList.peekFirst());
        //访问但不删除队列的最后一个元素
        System.out.println(llLinkedList.peekLast());
        //将栈顶的元素弹出“栈”
        System.out.println(llLinkedList.pop());
        //可以看到队列中的第一个元素被删除
        System.out.println(llLinkedList);
        //访问并删除队列的最后一个元素
        System.out.println(llLinkedList.pollLast());
        System.out.println(llLinkedList);
    }

}

运行结果：

CSDN
传智播客
黑马程序员
CSDN
黑马程序员
CSDN
[传智播客, 黑马程序员]
黑马程序员
[传智播客]

 　　LinkedList与ArrayList、ArrayDeque的实现机制完全不同，ArrayList、ArrayDeque内部

以数组的形式来保存集合中的元素，因此随机访问集合元素时有较好的性能；而LinkedList内部以

链表的形式来保存集合中的元素，因此随机访问集合元素时性能较差，但在插入、删除元素时性能

非常出色（只需改变指针所指的地址即可）。需要指出的是，虽然Vector也是以数组的形式来存储

集合元素的，但因为他实现了线程同步功能，所以各方面性能都有所下降。