队列

对于大多数人来说，“队列”这个词在脑海中几乎没有什么愉快的联想。但今天我们谈论的是不同的队列——Java 队列。在 Java 中，队列是继承Queue接口的任何东西，而 Queue 接口又扩展了Collection接口。这意味着队列可以像集合一样对待。

Java 中的队列支持两种操作原则：FIFO和LIFO。

FIFO （先进先出）原则支配着常规队列——第一个加入队列的元素最先离开。

LIFO （后进先出）原则描述了堆栈的行为——最后添加到队列的元素最先离开。例如，这就是处理一副纸牌的方式：您一次从最上面的一张纸牌中取出纸牌，直到到达纸牌的底部。

Java 中的队列层次结构如下所示：

这里可以看到Queue有 3 个实现类：LinkedList、ArrayDeque和PriorityQueue。LinkedList和ArrayDeque直接继承的不是Queue，而是Deque。

Deque是在 Java 6 中添加的接口。它包括几个对队列有用的方法，并允许队列充当双端（或双向）队列。这意味着它可以是FIFO和LIFO。

Deque接口的两个后代之一是ArrayDeque。它支持双端队列，允许您从两端插入和删除元素。它也是一个自动增长大小的动态数组。

还有一个PriorityQueue类，它是Queue的直接后代：它的行为不同于实现Deque 的类。

PriorityQueue是一个优先级队列，默认情况下根据元素的自然顺序组织元素。这里的排序使用Comparable和Comparator接口。原理与TreeSet或TreeMap相同— 使用Comparable接口并具有自己的排序顺序的类。

PriorityQueue<String> priorityQueue = new PriorityQueue<>(Comparator.comparingInt(String::length));

priorityQueue.add("Andrew");
priorityQueue.add("John");
priorityQueue.add("Rob");

while (!priorityQueue.isEmpty()) {
   System.out.println(priorityQueue.remove());
}

如果您运行此示例，您将在控制台中看到以下内容：

由于我们使用的是队列而不是常规集合，因此我们需要从列表中删除元素。为此，我们使用以下构造：

while (!priorityQueue.isEmpty()) {
            System.out.println(priorityQueue.remove());
}

Deque接口继承了Queue方法并添加了几个它自己有趣的方法：

现在让我们在实践中看看其中的一些方法。

首先，让我们向队列中添加一个元素：

Deque<String> deque = new ArrayDeque<>();

        deque.add("Apple"); // Adds "Apple" to the end of the queue
        deque.addFirst("Orange"); // Adds "Orange" to the front of the queue
        deque.addLast("Pineapple"); // Adds "Pineapple" to the end of the queue

        System.out.println(deque);

现在让我们从队列中获取值：

Deque<String> deque = new ArrayDeque<>();

deque.add("Apple");
        deque.addFirst("Orange");
        deque.addLast("Pineapple");


        System.out.println("The first element is: "+ deque.getFirst());

        System.out.println("The last element is: " + deque.getLast());

    }

此代码显示队列的第一个和最后一个元素。

Deque<String> deque = new ArrayDeque<>();

        deque.add("Apple");
        deque.addFirst("Orange");
        deque.addLast("Pineapple");
        deque.add("Lemon");

System.out.println(deque.pop()); // Get and remove the first element of the queue
System.out.println(deque.poll()); // Get and remove the first element of the queue

System.out.println(deque);

运行这段代码，我们得到：

pop()和poll()之间的区别在于，如果列表为空列表，pop()将抛出NoSuchElementException ，但poll()将返回null。

现在我们将考虑pollFirst()和pollLast()方法。

Deque<String> deque = new ArrayDeque<>();

        deque.add("Apple");
        deque.addFirst("Orange");
        deque.addLast("Pineapple");
        deque.add("Lemon");

System.out.println(deque.pollFirst()); // Get and remove the first element of the queue
System.out.println(deque.pollLast()); // Get and remove the last element of the queue.
System.out.println(deque);

这两种方法都返回并从队列中删除一个值。

下面是使用peekFirst()和peekLast()方法的示例：

Deque<String> friends = new ArrayDeque<>();

friends.add("John");
friends.add("Rob");
friends.add("Greg");
friends.add("Max");
friends.add("Oliver");

System.out.println("The first element is: " + friends.peekFirst());
System.out.println("The last element is: " + friends.peekLast());

System.out.println(friends);

这两种方法都返回队列中的第一个/最后一个元素，并且不删除它们。如果队列为空，则返回null 。

做得好！今天我们学习了如何在 Java 中使用队列。现在您知道如何在实践中使用它们了。