Java™ 教程（Queue接口）

RayKr 发布于2019-08-16 15:16 / 2622人阅读

Queue接口

Queue是在处理之前保存元素的集合，除了基本的Collection操作外，队列还提供额外的插入、删除和检查操作，Queue接口如下。

public interface Queue extends Collection {
    E element();
    boolean offer(E e);
    E peek();
    E poll();
    E remove();
}

每个Queue方法都有两种形式：（1）如果操作失败则抛出异常，（2）如果操作失败，则返回特殊值（null或false，具体取决于操作），接口的常规结构如下表所示。

操作类型	抛出异常	返回特殊值
插入	add(e)	offer(e)
移除	remove()	poll()
检查	element()	peek()

队列通常（但不一定）以FIFO（先进先出）方式对元素进行排序，优先级队列除外，它们根据元素的值对元素进行排序 — 有关详细信息，请参阅“对象排序”部分。无论使用什么排序，队列的头部都是通过调用remove或poll移除的元素。在FIFO队列中，所有新元素都插入队列的尾部，其他类型的队列可能使用不同的放置规则，每个Queue实现都必须指定其排序属性。

Queue实现可以限制它所拥有的元素数量，这样的队列被称为有界，java.util.concurrent中的某些Queue实现是有界的，但java.util中的实现不是。

Queue从Collection继承的add方法插入一个元素，除非它违反了队列的容量限制，在这种情况下它会抛出IllegalStateException。offer方法，仅用于有界队列，与add不同之处仅在于它通过返回false来表示插入元素失败。

remove和poll方法都移除并返回队列的头部，确切地移除哪个元素是队列的排序策略的函数，仅当队列为空时，remove和poll方法的行为才有所不同，在这些情况下，remove抛出NoSuchElementException，而poll返回null。

element和peek方法返回但不移除队列的头部，它们之间的差异与remove和poll的方式完全相同：如果队列为空，则element抛出NoSuchElementException，而peek返回null。

队列实现通常不允许插入null元素，为实现Queue而进行了改进的LinkedList实现是一个例外，由于历史原因，它允许null元素，但是你应该避免利用它，因为null被poll和peek方法用作特殊的返回值。

队列实现通常不定义equals和hashCode方法的基于元素的版本，而是从Object继承基于标识的版本。

Queue接口不定义阻塞队列方法，这在并发编程中很常见，这些等待元素出现或空间可用的方法在java.util.concurrent.BlockingQueue接口中定义，该接口扩展了Queue。

在以下示例程序中，队列用于实现倒数计时器，队列预先加载了从命令行上指定的数字到0的所有整数值，按降序排列，然后，从队列中删除值并以一秒的间隔打印。该程序是人为的，因为在不使用队列的情况下执行相同的操作会更自然，但它说明了在后续处理之前使用队列来存储元素。

import java.util.*;

public class Countdown {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        int time = Integer.parseInt(args[0]);
        Queue queue = new LinkedList();

        for (int i = time; i >= 0; i--)
            queue.add(i);

        while (!queue.isEmpty()) {
            System.out.println(queue.remove());
            Thread.sleep(1000);
        }
    }
}

在以下示例中，优先级队列用于对元素集合进行排序，同样，这个程序是人为的，因为没有理由使用它来支持集合中提供的排序方法，但它说明了优先级队列的行为。

static  List heapSort(Collection c) {
    Queue queue = new PriorityQueue(c);
    List result = new ArrayList();

    while (!queue.isEmpty())
        result.add(queue.remove());

    return result;
}

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