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。
Queue<Integer> q = new LinkedList<Integer>();
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() |