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Java? 教程（Queue接口）

RayKr / 2677人閱讀

Queue接口

Queue是在處理之前保存元素的集合，除了基本的Collection操作外，隊(duì)列還提供額外的插入、刪除和檢查操作，Queue接口如下。

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

每個(gè)Queue方法都有兩種形式：（1）如果操作失敗則拋出異常，（2）如果操作失敗，則返回特殊值（null或false，具體取決于操作），接口的常規(guī)結(jié)構(gòu)如下表所示。

操作類型 拋出異常 返回特殊值
插入 add(e) offer(e)
移除 remove() poll()
檢查 element() peek()

隊(duì)列通常（但不一定）以FIFO（先進(jìn)先出）方式對元素進(jìn)行排序，優(yōu)先級隊(duì)列除外，它們根據(jù)元素的值對元素進(jìn)行排序 — 有關(guān)詳細(xì)信息，請參閱“對象排序”部分。無論使用什么排序，隊(duì)列的頭部都是通過調(diào)用remove或poll移除的元素。在FIFO隊(duì)列中，所有新元素都插入隊(duì)列的尾部，其他類型的隊(duì)列可能使用不同的放置規(guī)則，每個(gè)Queue實(shí)現(xiàn)都必須指定其排序?qū)傩浴?/p>

Queue實(shí)現(xiàn)可以限制它所擁有的元素?cái)?shù)量，這樣的隊(duì)列被稱為有界，java.util.concurrent中的某些Queue實(shí)現(xiàn)是有界的，但java.util中的實(shí)現(xiàn)不是。

Queue從Collection繼承的add方法插入一個(gè)元素，除非它違反了隊(duì)列的容量限制，在這種情況下它會拋出IllegalStateException。offer方法，僅用于有界隊(duì)列，與add不同之處僅在于它通過返回false來表示插入元素失敗。

remove和poll方法都移除并返回隊(duì)列的頭部，確切地移除哪個(gè)元素是隊(duì)列的排序策略的函數(shù)，僅當(dāng)隊(duì)列為空時(shí)，remove和poll方法的行為才有所不同，在這些情況下，remove拋出NoSuchElementException，而poll返回null。

element和peek方法返回但不移除隊(duì)列的頭部，它們之間的差異與remove和poll的方式完全相同：如果隊(duì)列為空，則element拋出NoSuchElementException，而peek返回null。

隊(duì)列實(shí)現(xiàn)通常不允許插入null元素，為實(shí)現(xiàn)Queue而進(jìn)行了改進(jìn)的LinkedList實(shí)現(xiàn)是一個(gè)例外，由于歷史原因，它允許null元素，但是你應(yīng)該避免利用它，因?yàn)?b>null被poll和peek方法用作特殊的返回值。

隊(duì)列實(shí)現(xiàn)通常不定義equals和hashCode方法的基于元素的版本，而是從Object繼承基于標(biāo)識的版本。

Queue接口不定義阻塞隊(duì)列方法，這在并發(fā)編程中很常見，這些等待元素出現(xiàn)或空間可用的方法在java.util.concurrent.BlockingQueue接口中定義，該接口擴(kuò)展了Queue。

在以下示例程序中，隊(duì)列用于實(shí)現(xiàn)倒數(shù)計(jì)時(shí)器，隊(duì)列預(yù)先加載了從命令行上指定的數(shù)字到0的所有整數(shù)值，按降序排列，然后，從隊(duì)列中刪除值并以一秒的間隔打印。該程序是人為的，因?yàn)樵诓皇褂藐?duì)列的情況下執(zhí)行相同的操作會更自然，但它說明了在后續(xù)處理之前使用隊(duì)列來存儲元素。

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，優(yōu)先級隊(duì)列用于對元素集合進(jìn)行排序，同樣，這個(gè)程序是人為的，因?yàn)闆]有理由使用它來支持集合中提供的排序方法，但它說明了優(yōu)先級隊(duì)列的行為。

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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