java优先队列用法
自己动手实现java数据结构(八)优先级队列

⾃⼰动⼿实现java数据结构(⼋)优先级队列1.优先级队列介绍1.1 优先级队列 有时在调度任务时,我们会想要先处理优先级更⾼的任务。
例如,对于同⼀个柜台,在决定队列中下⼀个服务的⽤户时,总是倾向于优先服务VIP⽤户,⽽让普通⽤户等待,即使普通的⽤户是先加⼊队列的。
优先级队列和普通的先进先出FIFO的队列类似,最⼤的不同在于,优先级队列中优先级最⾼的元素总是最先出队的,⽽不是遵循先进先出的顺序。
1.2 堆 优先级队列的接⼝要求很简单。
从逻辑上来说,、或者等数据结构都可⽤于实现优先级队列。
但考虑到时间和空间的效率,就必须仔细斟酌和考量了。
⽽⼀种被称为堆的数据结构⾮常适合实现优先级队列。
’ 堆和⼆叉搜索树类似,存储的元素在逻辑上是按照层次排放的,在全局任意地⽅其上层元素优先级⼤于下层元素,这⼀顺序性也被称为堆序性,⽽其中优先级最⼤的元素被放在最⾼的层级(⼤顶堆)。
和⼆叉搜索树的排序⽅式不同的是,堆中元素的顺序并不是完全的排序,⽽只是维护了⼀种偏序关系,被称为堆序性。
在这种偏序关系下,元素之间的顺序性⽐较疏散,维护堆序性的代价⽐较低,因⽽在实现优先级队列时,堆的效率要⾼于平衡⼆叉搜索树。
1.3 完全⼆叉堆 完全⼆叉堆是堆的⼀种,其元素在逻辑上是以完全⼆叉树的形式存放的,但实际却是存储在向量(数组)中的。
在这⾥,我们使⽤完全⼆叉堆来实现优先级队列。
2.优先级队列ADT接⼝/*** 优先级队列 ADT接⼝*/public interface PriorityQueue <E>{/*** 插⼊新数据* @param newData 新数据* */void insert(E newData);* @return当前优先级最⼤的数据* */E peekMax();/*** 获得并且删除当前优先级最⼤值* @return被删除的当前优先级最⼤的数据*/E popMax();/*** 获得当前优先级队列元素个数* @return当前优先级队列元素个数* */int size();/*** 是否为空* @return true 队列为空* false 队列不为空* */boolean isEmpty();}3.完全⼆叉堆实现细节3.1 基础属性 完全⼆叉堆内部使⽤之前封装好的向量作为基础。
Java中数组自定义排序与优先级队列笔记

Java中数组⾃定义排序与优先级队列笔记今天在⼒扣每⽇⼀题中⼜遇到了需要取出数组前n个元素的,第⼀时间想到使⽤Arrays的sort排序,应该可以⾃定义⽐较器,或者使⽤⼤顶堆(优先级队列),但是⼀下没有写出来,还是去查了下资料,因此在这做个笔记以备⽆患。
Arrays的sort⾃定义⽐较器:Arrays.sort(数组,(a,b)->{return a-b(升序)/b-a(降序)});或者使⽤匿名类Arrays.sort(数组,new Comparator<>() { public int compare(int[] a,int[]b){return a-b(升序)/b-a(降序)});最后使⽤Arrays.copyOfRange(原数组, 起点, 终点)返回原数组的⼦数组即可。
时间复杂度是nlogn,n为数组元素个数由于⾃定义⽐较器实现快排需要对数组⾥所有元素都进⾏排序,在这种题⽬中只需要取满⾜条件的前k个即可,因此可以使⽤固定k容量的⼤顶堆结构进⾏求解,采⽤的是PriorityQueue的api接⼝。
⾸先定义⼀个优先级队列,定义其⽐较策略,这⾥采⽤的是逆序,因此堆顶元素为最不符合要求的,每次只要和堆顶元素对⽐即可。
PriorityQueue<int[]> pq = new PriorityQueue<int[]>(new Comparator<int[]>() {public int compare(int[] array1, int[] array2) {return array2[0] - array1[0];}});然后将数组前k项加⼊队列,完成初始化for (int i = 0; i < K; ++i)pq.offer(new int[]{points[i][0] * points[i][0] + points[i][1] * points[i][1], i});最后后续项依次和堆顶进⾏⽐较,如果满⾜则抛出堆顶,将该项加⼊,PriorityQueue会按照⽐较策略重新⽣成堆顶。
priorityqueue方法

priorityqueue方法PriorityQueue方法PriorityQueue是Java中的一个常用数据结构,它的作用是维护一个优先级队列,即每次从队列中取出元素时,会先取出优先级最高的元素。
本文将介绍PriorityQueue的使用方法,以及一些常用操作。
1. 声明PriorityQueue在使用PriorityQueue之前,需要先声明一个PriorityQueue。
一个简单的声明方法如下:```PriorityQueue<Integer> pq = new PriorityQueue<Integer>();```这个声明表示,我们创建了一个优先级队列pq,其中的元素是整数。
2. 添加元素添加元素到PriorityQueue的方法是add()。
例如,如果要向一个优先级队列pq中添加值为5的元素,可以使用以下代码:pq.add(5);```3. 取出元素从PriorityQueue中取出元素的方法是poll()。
此方法取出优先级最高的元素,并从队列中删除它。
例如,如果我们要从一个优先级队列pq中取出优先级最高的元素,可以使用以下代码:```int highestPriority = pq.poll();```这个代码表示取出了当前队列中优先级最高的元素,并将其保存在highestPriority变量中。
4. 访问元素我们可以使用peek()方法来查看当前队列中优先级最高的元素,但是它并不会从队列中删除这个元素。
例如,如果我们要查看一个优先级队列pq中优先级最高的元素,可以使用以下代码:```int highestPriority = pq.peek();5. 修改元素PriorityQueue中的元素是按照优先级排序的,因此不能直接修改某个元素的值。
如果需要修改元素,需要先将该元素从队列中删除,然后再将修改后的元素添加回队列中。
6. 遍历元素我们可以使用迭代器来遍历PriorityQueue中的所有元素。
javaqueue的用法

javaqueue的用法Java Queue 的用法Java Queue 是一种基于 FIFO(先进先出)原则的集合框架,可以用于存储和管理一组元素。
在Java 中,Queue 接口是一个标准的接口,它定义了队列的基本操作方法。
Queue 接口有许多实现类,包括LinkedList、PriorityQueue 和 ArrayDeque 等。
1. 创建一个 Queue在 Java 中创建一个 Queue 可以使用以下代码:```Queue<String> queue = new LinkedList<>();```这将创建一个 LinkedList 类型的队列。
您也可以使用 PriorityQueue 或 ArrayDeque 类型来创建队列。
2. 添加元素到队列Java Queue 提供了两种方法来添加元素到队列中:```offer(E element):将指定元素插入此队列。
add(E element):将指定元素插入此队列。
如果插入失败,则抛出异常。
```示例代码:```queue.offer("a");queue.add("b");queue.offer("c");```3. 获取并删除队首元素Java Queue 提供了两种方法来获取并删除队首元素:```poll():获取并删除此队列的头部。
remove():获取并删除此队列的头部。
如果操作失败,则抛出异常。
```示例代码:```String head = queue.poll();System.out.println(head);String head2 = queue.remove();System.out.println(head2);```输出结果为:```ab```4. 获取但不删除队首元素Java Queue 提供了两种方法来获取但不删除队首元素:```peek():获取但不删除此队列的头部。
java中队列分类规则

java中队列分类规则
在Java中,队列可以根据多种规则进行分类。
以下是一些常
见的队列分类规则:
1. 先进先出(FIFO):最早进入队列的元素最先被处理和移除。
2. 后进先出(LIFO):最后进入队列的元素最先被处理和移除。
3. 优先级队列:每个元素都有一个优先级,按照优先级顺序进行处理和移除。
4. 循环队列:队列的尾部和头部相连,形成一个循环结构,可以用于循环遍历。
5. 阻塞队列:在队列为空时,读操作会被阻塞,直到队列中有元素可以读取;在队列满时,写操作会被阻塞,直到队列中有空间可以写入。
6. 并发队列:可以同时被多个线程进行读写操作的队列,通常使用锁或同步机制来实现线程安全。
这些分类规则可以根据具体的需求选择适合的队列实现类,例如Java中的LinkedList和ArrayDeque实现了FIFO规则队列,PriorityQueue实现了优先级队列,LinkedBlockingQueue实现
了阻塞队列等等。
Java优先级队列实现

public int size(){ return this.size; }
public boolean isEmpty(){ return (size == 0); }
public boolean isFull(){ return (size == data.length); } }
由于插入操作有可能需要移动数组中的数据项,故插入操作的时间复杂度为(0+N)/2,即O(N) 删除操作的时间复杂度为O(1)
由于插入操作有可能需要移动数组中的数据项故插入操作的时间复杂度为0n2即on
Java优 先 级 队 列 实 现
优先级队列数组实现:
public class PriorityQueue { private int[] data; private int size;
public PriorityQueue(int size){ data = new int[size]; this.size = 0; }
public void push(int toInsert) throws Exception{ if(size == data.length) throw new Exception("Queue is full!"); if(size == 0){ data[0] = toInsert; }else{ int i = size -1; for( ; i >= 0 ; i--){
if(data[i] < toInsert){ data[i+1] = data[i]; }else{ break; } } data[i+1] = toInsert; } size++; }
Java中的Collection和Map(五)--PriorityQueue

Java中的Collection和Map(五)--PriorityQueue PriorityQueue java api给出的定义: ⼀个基于优先级堆的⽆界优先级。
优先级队列的元素按照其进⾏排序,或者根据构造队列时提供的进⾏排序,具体取决于所使⽤的构造⽅法。
优先级队列不允许使⽤null元素。
依靠⾃然顺序的优先级队列还不允许插⼊不可⽐较的对象(这样做可能导致ClassCastException)。
此队列的头是按指定排序⽅式确定的最⼩元素。
如果多个元素都是最⼩值,则头是其中⼀个元素——选择⽅法是任意的。
队列获取操作poll、remove、peek和element访问处于队列头的元素。
优先级队列是⽆界的,但是有⼀个内部容量,控制着⽤于存储队列元素的数组⼤⼩。
它通常⾄少等于队列的⼤⼩。
随着不断向优先级队列添加元素,其容量会⾃动增加。
⽆需指定容量增加策略的细节。
此类及其迭代器实现了和接⼝的所有可选⽅法。
⽅法中提供的迭代器不保证以任何特定的顺序遍历优先级队列中的元素。
如果需要按顺序遍历,请考虑使⽤Arrays.sort(pq.toArray())。
注意,此实现不是同步的。
如果多个线程中的任意线程修改了队列,则这些线程不应同时访问PriorityQueue实例。
相反,请使⽤线程安全的类。
实现注意事项:此实现为排队和出队⽅法(offer、poll、remove()和add)提供 O(log(n)) 时间;为remove(Object)和contains(Object)⽅法提供线性时间;为获取⽅法(peek、element和size)提供固定时间。
此类是的成员。
在平时的编程⼯作中似乎很少碰到PriorityQueue(优先队列),故很多⼈⼀开始看到优先队列的时候还会有点迷惑。
优先队列本质上就是⼀个最⼩堆。
堆是什么呢,我们可以这么理解他就是⼀数组,不过满⾜于特殊的性质。
我们以⼀种完全⼆叉树的视⾓去看这个数组,并⽤⼆叉树的上下级关系来映射到数组上⾯。
java~优先级队列PriorityQueue

java~优先级队列PriorityQueue概念PriorityQueue是⼀种⽀持排序的优先级队列,你⼊队列的对象需要实现Comparable或Comparator接⼝,或者它本⾝⽀持⾃然排序,如Integer,Long这些类型(这些类型也都实现了Comparable接⼝)。
数据结构优先级队列底层的数据结构其实是⼀颗⼆叉堆,什么是⼆叉堆呢?我们来看看下⾯的图(a为⼤顶堆,b为⼩顶堆)在这⾥我们会发现以下特征:⼆叉堆是⼀个完全⼆叉树根节点总是⼤于左右⼦节点(⼤顶堆),或者是⼩于左右⼦节点(⼩顶堆)。
java代码例⼦定义⼀个对象,实现Comparable接⼝@Datastatic class Customer implements Comparable<Customer> {private int id;private String name;public Customer(int i, String n) {this.id = i; = n;}public int getId() {return id;}public String getName() {return name;}@Overridepublic int compareTo(Customer o) {if (this.id < o.id) return -1; // ⼩于⽬标值,返回-1表⽰升序,即-1表⽰数值由⼩到⼤的排序else if (this.id == o.id) return 0;else return 1;}}添加测试⽤例@Testpublic void test() {Queue<Customer> priorityQueue = new PriorityQueue<>();priorityQueue.add(new Customer(1, "zhansan"));priorityQueue.add(new Customer(2, "lisi"));priorityQueue.add(new Customer(4, "wangwu"));while (!priorityQueue.isEmpty()) {Customer cust = priorityQueue.poll();System.out.println("Processing Customer =" + cust.toString());}}测试结果,按着id的升序出队列Processing Customer =PriorityQueueTest.Customer(id=1, name=zhansan)Processing Customer =PriorityQueueTest.Customer(id=2, name=lisi)Processing Customer =PriorityQueueTest.Customer(id=4, name=wangwu)。
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java优先队列用法
一、简介
Java中的优先队列(PriorityQueue)是一种特殊的队列数据结构,它能够按照元素的自然顺序或者自定义的比较器进行排序和存储。
在优先队列中,具有最高优先级的元素会最先出队。
这种特性使得优先队列在处理需要优先处理的元素时非常有用。
二、基本用法
1. 创建和初始化
可以通过以下方式创建一个优先队列:
```java
PriorityQueue<Integer> queue = new PriorityQueue<>();
```
可以使用add()方法向队列中添加元素:
```java
queue.add(10);
queue.add(20);
queue.add(15);
```
2. 自定义比较器
默认情况下,优先队列按照元素的自然顺序进行排序。
如果需要按照不同的顺序进行排序,可以自定义比较器。
比较器是一个实现了Comparator接口的对象,用于定义元素的排序规则。
可以使用Comparator对象的accept()方法将比较器设置到优先队列中:
```java
Comparator<Integer> comparator = new Comparator<Integer>() {
@Override
public int compare(Integer o1, Integer o2) {
return o2 - o1; // 按降序排序
}
};
PriorityQueue<Integer> queue = new PriorityQueue<>(comparator);
```
3. 获取元素
可以使用poll()方法从优先队列中获取并删除具有最高优先级的元素:
```java
Integer max = queue.poll(); // max 将会是 20,因为它是第一个被取出的元素
```
也可以使用peek()方法只查看具有最高优先级的元素,而不会将其从队列中删除:
```java
Integer peek = queue.peek(); // peek 将会是 20,但不会从队列中删除它
```
4. 合并两个优先队列
可以使用addAll()方法将一个优先队列中的所有元素添加到另一个优先队列中:
```java
PriorityQueue<Integer> queueB = new PriorityQueue<>();
queueB.add(30);
queueB.add(25);
PriorityQueue<Integer> queueA = new PriorityQueue<>(queueB); // queueA现在包含了元素 30 和 25,按照降序排序
```
三、注意事项
1. 优先队列是非线程安全的,可以在多线程环境中使用。
2. 如果队列为空,调用poll()方法会抛出NoSuchElementException异常。
可以先检查队列是否为空,以避免这种情况。