رابط صف جاوا و پیاده سازی های آن

ساختار داده صف

صف در جاوا

روش های صف جاوا

• پیشنهاد () Boolean - در صورت امکان یک عنصر جدید را در صف قرار می دهد
• افزودن بولی (E e) - در صورت امکان یک عنصر جدید را در صف قرار می دهد. در صورت موفقیت، مقدار true را برمی‌گرداند و در صورت عدم وجود فضای خالی، یک IllegalStateException می‌اندازد.
• Object poll() – یک عنصر را از سر آن بازیابی و حذف می کند. اگر صف خالی باشد، null برمی‌گرداند.
• Object remove() – یک عنصر را از سر صف بازیابی و حذف می کند.
• Object peek() – بازیابی می کند، اما عنصری را از سر صف حذف نمی کند. اگر صف خالی باشد، null برمی‌گرداند.
• عنصر شی () - بازیابی می کند، اما عنصری را از سر صف حذف نمی کند.

رابط های فرعی صف جاوا

Deques

مسدود کردن صف ها

• thread در حال تلاش برای گرفتن عناصر از یک صف خالی است
• thread سعی دارد عناصر را در صف کامل قرار دهد

صف های انتقال

پیاده سازی صف جاوا

• AbstractQueue طبق اسناد Queue Java 8، این کلاس انتزاعی پیاده سازی های اولیه برخی از عملیات Queue را ارائه می دهد. به عناصر تهی اجازه نمی دهد. 3 روش دیگر اضافه کردن، حذف کردن و عنصر بر اساس پیشنهاد کلاسیک صف ، نظرسنجی و نگاه کردن به ترتیب وجود دارد. با این حال آنها به جای نشان دادن شکست از طریق بازده های نادرست یا تهی، استثناهایی را ایجاد می کنند.
• ArrayBlockingQueue - یک صف مسدود کننده FIFO با اندازه ثابت که توسط یک آرایه پشتیبانی می شود
• ArrayDeque - اجرای آرایه قابل تغییر اندازه رابط Deque
• ConcurrentLinkedDeque - یک deque همزمان نامحدود بر اساس گره های مرتبط.
• ConcurrentLinkedQueue - یک صف بدون محدودیت رشته ای بر اساس گره های مرتبط.
• DelayQueue - یک صف زمان بندی مبتنی بر زمان که توسط یک پشته پشتیبانی می شود
• LinkedBlockingDeque - اجرای همزمان رابط Deque.
• LinkedBlockingQueue - یک صف مسدودکننده FIFO که به صورت اختیاری محدود می شود که توسط گره های مرتبط پشتیبانی می شود
• LinkedList - پیاده سازی لیست با پیوند دوگانه از رابط های List و Deque. تمام عملیات لیست اختیاری را پیاده سازی می کند و به همه عناصر (از جمله null) اجازه می دهد.
• LinkedTransferQueue - یک TransferQueue نامحدود بر اساس گره های مرتبط
• PriorityBlockingQueue - یک صف اولویت مسدود کننده نامحدود که توسط یک پشته پشتیبانی می شود
• PriorityQueue - یک صف اولویت بر اساس ساختار داده پشته
• SynchronousQueue - یک صف مسدود کننده که در آن هر عملیات درج باید منتظر عملیات حذف مربوطه توسط رشته دیگری باشد و بالعکس.

LinkedList

سازنده های لینکدلیست

روش های اصلی LinkedList:

• add(E element) عنصر مشخص شده را به انتهای این لیست اضافه می کند.
• add(int index, E element) عنصر را در نمایه موقعیت مشخص شده درج می کند.
• get(int index) عنصر را در موقعیت مشخص شده در این لیست برمی گرداند.
• remove(int index) عنصری را که در شاخص موقعیت قرار دارد حذف می کند.
• remove(Object o) اولین رخداد عنصر ?o را در صورت وجود از این لیست حذف می کند.
• remove() اولین عنصر لیست را بازیابی و حذف می کند.
• addFirst()، addLast() یک عنصر را به ابتدا/پایان یک لیست اضافه می کنند
• clear() تمام عناصر را از لیست حذف می کند
• contain(Object o) اگر لیست حاوی عنصر o باشد مقدار true را برمی گرداند.
• indexOf(Object o) اندیس اولین رخداد عنصر o یا -1 را اگر در لیست نباشد برمی گرداند.
• set (int index، عنصر E) عنصر را در موقعیت شاخص با عنصر جایگزین می کند
• size() تعداد عناصر موجود در لیست را برمی گرداند.
• ()toArray آرایه ای را برمی گرداند که شامل تمام عناصر لیست از اول تا آخرین عنصر است.
• pop() که عنصری را از پشته بیرون می آورد (که توسط لیست نشان داده می شود)
• push(E e) که یک عنصر را روی پشته هل می دهد (که توسط این لیست ارائه می شود)

import java.util.*;
 
public class LinkedListTest {
 
       public static void main(String args[]){
 
           LinkedList<Integer> myLinkedList= new LinkedList<Integer>();
           myLinkedList.add(1);
           myLinkedList.add(2);
           myLinkedList.add(4);
           System.out.println("three added elements: " + myLinkedList);
           //put one element into the head, not to the tail:
           myLinkedList.push(5);
           System.out.println("The new element last in will be the first: " + myLinkedList);
           //add new element at the specified position:
           myLinkedList.add(4,3);
           //put one element into the head, not to the tail (same as push):
           myLinkedList.addFirst(6);
           System.out.println(myLinkedList);
           //now remove element no 2 (it is 1):
           myLinkedList.remove(2);
           System.out.println(myLinkedList);
           //now remove the head of the list
           myLinkedList.pop();
           System.out.println(myLinkedList);
           //remove with the other method
           myLinkedList.remove();
           System.out.println(myLinkedList);
           //and with one more
           myLinkedList.poll();
           System.out.println(myLinkedList);
       }
       }

صف اولویت

روشهای صف اولویت اصلی:

• add(object) boolean عنصر مشخص شده را در صف اولویت قرار می دهد. در صورت موفقیت واقعی برمی گردد. اگر صف پر باشد، متد یک استثنا ایجاد می کند.
• پیشنهاد (object) boolean عنصر مشخص شده را در این صف اولویت قرار می دهد. اگر صف پر باشد، متد false را برمی گرداند.
• حذف(شیء) بولی یک نمونه از عنصر مشخص شده را در صورت وجود از این صف حذف می کند.
• Object poll() سر این صف را بازیابی و حذف می کند. اگر صف خالی باشد، null برمی‌گرداند.
• void clear() تمام عناصر را از صف اولویت حذف می کند.
• عنصر شی () سر این صف را بدون حذف آن بازیابی می کند. اگر صف خالی باشد NoSuchElementException را پرتاب می کند.
• Object peek () سر صف را بدون حذف آن بازیابی می کند. اگر صف خالی باشد، null برمی‌گرداند.
• اگر صف حاوی عنصر o باشد، boolean contain(Object o) true برمی گرداند.
• int size() تعداد عناصر موجود در این صف را برمی گرداند.

مثال PriorityQueue

import java.util.LinkedList;
import java.util.PriorityQueue;
import java.util.Queue;
 
public class PriorityQueueExample {
   public static void main(String[] args) {
 
       Queue<Integer> queueL = new LinkedList<>();
       for (int i = 5; i > 0; i--) {
           queueL.add(i);
       }
       System.out.println("Print our LinkedList Queue (FIFO): " + queueL);
       Queue<Integer> priorityQueue = new PriorityQueue<>();
 
       for (int i = 5; i > 0; i--) {
       priorityQueue.offer(i);
       }
 
       System.out.println("PriorityQueue printing (by iterating, no elements removing): " + priorityQueue);
       System.out.println("Print PriorityQueue using poll() (by retrieval): " );
       while (!priorityQueue.isEmpty()) {
           System.out.println(priorityQueue.poll());
       }
}
}
Print our LinkedList Queue (FIFO): [5, 4, 3, 2, 1]
PriorityQueue printing (by iterating, no elements removing): [1, 2, 4, 5, 3]
Print our  PriorityQueue using poll() (by retrieval): 
1
2
3
4
5

ArrayBlockingQueue

سازنده های کلاس ArrayBlockingQueue

• ArrayBlockingQueue (ظرفیت int) یک صف با ظرفیت ثابت و با یک خط مشی دسترسی پیش فرض ایجاد می کند.
• ArrayBlockingQueue (ظرفیت int، بولی منصفانه) یک صف با ظرفیت ثابت و یک خط مشی دسترسی مشخص ایجاد می کند.
• ArrayBlockingQueue (ظرفیت int، boolean fair، Collection <? extends E> c) یک صف با ظرفیت ثابت مشخص شده توسط خط مشی دسترسی ایجاد می کند و شامل عناصر در صف می شود.

import java.util.concurrent.*;
 
public class ArrayBlockingQueueExample {
 
   private BlockingQueue<Integer> blockingQueue;
   private final Integer[]  myArray = {1,2,3,4,5};
  
       public ArrayBlockingQueueExample ()
       { blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<Integer>(1, true);
           (new Thread(new Producer())).start();
           (new Thread(new Consumer())).start();
       }
 
       class Producer implements Runnable
       {
           public void run() {
               try {
                   int counter = 0;
                   for (int i=0; i < myArray.length; i++) {
                       blockingQueue.put(myArray[i]);
                       if (counter++ < 2)
                           Thread.sleep(3000);
                   } blockingQueue.put(-1);
               }
               catch (InterruptedException e) {
                   System.err.println(e.getMessage());
               }
           }
       }
 
       class Consumer implements Runnable
       {
           public void run() {
               try {
                   Integer message = 0;
                   while (!((message = blockingQueue.take()).equals(-1)))
                       System.out.println(message);
               } catch (InterruptedException e) {
                   System.err.println(e.getMessage());
               }
           }
       }
 
       public static void main(String[] args) {
           new ArrayBlockingQueueExample();
       }
   }