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Queue 是一个 FIFO(先进先出)的数据结构,并发中使用较多,可以安全地将对象从一个任务传给另一个任务。

编程实现
Java
Queue 在 Java 中是 Interface, 一种实现是 LinkedList, LinkedList 向上转型为 Queue, Queue 通常不能存储 null 元素,否则与 poll() 等方法的返回值混淆。

  1. Queue<Integer> q = new LinkedList<Integer>();
  2. int qLen = q.size(); // get queue length

Methods

0:0 Throws exception Returns special value
Insert add(e) offer(e)
Remove remove() poll()
Examine element() peek()

优先考虑右侧方法,右侧元素不存在时返回 null. 判断非空时使用isEmpty()方法,继承自 Collection.

Priority Queue - 优先队列
应用程序常常需要处理带有优先级的业务,优先级最高的业务首先得到服务。因此优先队列这种数据结构应运而生。优先队列中的每个元素都有各自的优先级,优先级最高的元素最先得到服务;优先级相同的元素按照其在优先队列中的顺序得到服务。

优先队列可以使用数组或链表实现,从时间和空间复杂度来说,往往用二叉堆来实现。

Java
Java 中提供PriorityQueue类,该类是 Interface Queue 的另外一种实现,和LinkedList的区别主要在于排序行为而不是性能,基于 priority heap 实现,非synchronized,故多线程下应使用PriorityBlockingQueue. 默认为自然序(小根堆),需要其他排序方式可自行实现Comparator接口,选用合适的构造器初始化。使用迭代器遍历时不保证有序,有序访问时需要使用Arrays.sort(pq.toArray()).

不同方法的时间复杂度:

enqueuing and dequeuing: offer, poll, remove() and add - O(logn)O(\log n)O(logn)
Object: remove(Object) and contains(Object) - O(n)O(n)O(n)
retrieval: peek, element, and size - O(1)O(1)O(1).
Deque - 双端队列
双端队列(deque,全名double-ended queue)可以让你在任何一端添加或者移除元素,因此它是一种具有队列和栈性质的数据结构。

Java
Java 在1.6之后提供了 Deque 接口,既可使用ArrayDeque(数组)来实现,也可以使用LinkedList(链表)来实现。前者是一个数组外加首尾索引,后者是双向链表。

Deque<Integer> deque = new ArrayDeque<Integer>();
Methods

First Element (Head) Last Element (Tail)
Throws exception Special value Throws exception Special value
Insert addFirst(e) offerFirst(e) addLast(e) offerLast(e)
Remove removeFirst() pollFirst() removeLast() pollLast()
Examine getFirst() peekFirst() getLast() peekLast()

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