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如何在Java中使用PriorityQueue实现优先队列

P粉602998670

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发布时间:2025-10-29 15:55:01

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来源于php中文网

原创

PriorityQueue基于堆实现,默认为最小堆,头部为最小元素;可通过Comparator.reverseOrder()实现最大堆;支持自定义比较器对对象排序;常用方法包括offer()、poll()、peek()等;不支持null元素,遍历顺序无保证。

如何在java中使用priorityqueue实现优先队列

Java中的PriorityQueue是基于堆的数据结构,能自动根据元素的优先级排序。默认情况下,它实现最小堆,即队列头部是最小元素。你可以通过自定义比较器改变排序规则,实现最大堆或按特定条件排序。

1. 基本使用方法

PriorityQueue位于java.util包中,创建实例后可以直接添加、删除和查看元素。

示例:默认最小堆

代码:
PriorityQueue pq = new PriorityQueue();
pq.offer(5);
pq.offer(1);
pq.offer(3);
System.out.println(pq.poll()); // 输出 1

插入元素使用offer()add(),取出头部元素用poll()。注意poll()在队列为空时返回null

2. 实现最大堆

如果需要最大值优先,可以传入Comparator.reverseOrder()作为构造参数。

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示例:最大堆

PriorityQueue maxPQ = new PriorityQueue(Comparator.reverseOrder());
maxPQ.offer(5);
maxPQ.offer(1);
maxPQ.offer(3);
System.out.println(maxPQ.poll()); // 输出 5

3. 自定义对象排序

当处理自定义类时,需实现Comparable接口或提供Comparator

示例:按任务优先级排序

class Task {
  int id;
  int priority;
  Task(int id, int priority) { this.id = id; this.priority = priority; }
}

PriorityQueue tasks = new PriorityQueue((a, b) -> b.priority - a.priority);
tasks.offer(new Task(1, 3));
tasks.offer(new Task(2, 1));
System.out.println(tasks.poll().id); // 输出 1(优先级最高)

这里使用Lambda表达式定义比较器,优先级数值大的排前面。

4. 常用方法说明

  • offer(E e):插入元素,失败时抛异常(通常不会失败)
  • poll():移除并返回队首元素,队列空时返回null
  • peek():查看队首元素但不移除
  • size():返回队列大小
  • isEmpty():判断是否为空

基本上就这些。使用PriorityQueue时注意它不支持null元素,且遍历时顺序不保证,只有每次poll()才是有序的。对于复杂排序逻辑,建议明确写出比较器以提高可读性。

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