在Java中如何使用PriorityQueue实现优先队列_PriorityQueue类应用指南

PriorityQueue是Java中基于堆的无界优先队列，默认小顶堆，支持自然排序或自定义Comparator排序，常用于任务调度等场景。

在Java中，PriorityQueue 是一个基于堆结构的无界队列，能够按照元素的优先级自动排序。它常用于需要按优先级处理任务的场景，比如任务调度、Dijkstra最短路径算法等。默认情况下，PriorityQueue使用元素的自然顺序（即实现 Comparable 接口），也可以通过传入 Comparator 自定义排序规则。

PriorityQueue的基本特性

PriorityQueue 不是线程安全的，如果在多线程环境下使用，应考虑使用 PriorityBlockingQueue。另外，它不允许插入 null 元素，否则会抛出 NullPointerException。队列头部始终是优先级最高的元素（最小值，默认小顶堆）。插入和删除操作的时间复杂度为 O(log n)，获取头部元素为 O(1)。

使用自然排序的优先队列

当存储的元素实现了 Comparable 接口时，如 Integer、String 等，可以直接使用 PriorityQueue：

• 创建一个整数优先队列，默认最小值优先：

PriorityQueue<Integer> pq = new PriorityQueue<>();
pq.offer(5);
pq.offer(2);
pq.offer(8);
System.out.println(pq.poll()); // 输出 2

• 字符串按字典序排列，首字母小的优先级高：

PriorityQueue<String> stringPQ = new PriorityQueue<>();
stringPQ.offer("apple");
stringPQ.offer("banana");
stringPQ.offer("cherry");
System.out.println(pq.poll()); // 输出 "apple"

自定义比较器实现逆序或复杂排序

若想让优先队列实现最大值优先（大顶堆），可以传入自定义的 Comparator：

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• 使用 Lambda 表达式反转排序：

PriorityQueue<Integer> maxHeap = new PriorityQueue<>((a, b) -> b - a);
maxHeap.offer(3);
maxHeap.offer(1);
maxHeap.offer(4);
System.out.println(maxHeap.poll()); // 输出 4

• 对自定义对象排序，例如按 Person 的年龄升序：

class Person {
    String name;
    int age;
    Person(String name, int age) { this.name = name; this.age = age; }
}
PriorityQueue<Person> people = new PriorityQueue<>((p1, p2) -> p1.age - p2.age);
people.offer(new Person("Alice", 30));
people.offer(new Person("Bob", 25));
System.out.println(people.poll().name); // 输出 Bob

常用方法说明

PriorityQueue 提供了标准的队列操作方法：

• offer(E e)：插入元素，失败时返回 false（但 PriorityQueue 几乎不会失败）
• poll()：移除并返回队首元素，队列为空时返回 null
• peek()：查看队首元素但不移除，为空时返回 null
• size()：返回队列中元素个数
• isEmpty()：判断队列是否为空

基本上就这些。掌握 PriorityQueue 的自然排序与自定义排序方式，能有效应对大多数需要优先处理的业务逻辑。注意不要忽略其非线程安全和不能存 null 的限制。

以上就是在Java中如何使用PriorityQueue实现优先队列_PriorityQueue类应用指南的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！