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java优先队列

时间:2019-10-02 16:12:02      阅读:118      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:默认   process   随机数生成   通用   ssi   pack   compare   多个   元素   

java优先队列

我们知道队列是遵循先进先出(First-In-First-Out)模式的,但有些时候需要在队列中基于优先级处理对象。举个例子,比方说我们有一个每日交易时段生成股票报告的应用程序,需要处理大量数据并且花费很多处理时间。客户向这个应用程序发送请求时,实际上就进入了队列。我们需要首先处理优先客户再处理普通用户。在这种情况下,Java的PriorityQueue(优先队列)会很有帮助。

PriorityQueue类在Java1.5中引入并作为 Java Collections Framework 的一部分。PriorityQueue是基于优先堆的一个无界队列,这个优先队列中的元素可以默认自然排序或者通过提供的Comparator(比较器)在队列实例化的时排序。

优先队列不允许空值,而且不支持non-comparable(不可比较)的对象,比如用户自定义的类。优先队列要求使用Java Comparable和Comparator接口给对象排序,并且在排序时会按照优先级处理其中的元素。

优先队列的头是基于自然排序或者Comparator排序的最小元素。如果有多个对象拥有同样的排序,那么就可能随机地取其中任意一个。当我们获取队列时,返回队列的头对象。

优先队列的大小是不受限制的,但在创建时可以指定初始大小。当我们向优先队列增加元素的时候,队列大小会自动增加。

PriorityQueue是非线程安全的,所以Java提供了PriorityBlockingQueue(实现BlockingQueue接口)用于Java多线程环境。

我们有一个用户类Customer,它没有提供任何类型的排序。当我们用它建立优先队列时,应该为其提供一个比较器对象。

Customer.java

package com.journaldev.collections;

   

public class Customer {

   

    private int id;

    private String name;

   

    public Customer(int i, String n){

        this.id=i;

        this.name=n;

    }

   

    public int getId() {

        return id;

    }

   

    public String getName() {

        return name;

    }

   

}

我们使用Java随机数生成随机用户对象。对于自然排序,我们使用Integer对象,这也是一个封装过的Java对象。

下面是最终的测试代码,展示如何使用PriorityQueue:

PriorityQueueExample.java

package com.journaldev.collections;

   

import java.util.Comparator;

import java.util.PriorityQueue;

import java.util.Queue;

import java.util.Random;

   

public class PriorityQueueExample {

   

    public static void main(String[] args) {

   

        //优先队列自然排序示例

        Queue<Integer> integerPriorityQueue = new PriorityQueue<>(7);

        Random rand = new Random();

        for(int i=0;i<7;i++){

            integerPriorityQueue.add(new Integer(rand.nextInt(100)));

        }

        for(int i=0;i<7;i++){

            Integer in = integerPriorityQueue.poll();

            System.out.println("Processing Integer:"+in);

        }

   

        //优先队列使用示例

        Queue<Customer> customerPriorityQueue = new PriorityQueue<>(7, idComparator);

        addDataToQueue(customerPriorityQueue);

   

        pollDataFromQueue(customerPriorityQueue);

   

    }

   

    //匿名Comparator实现

    public static Comparator<Customer> idComparator = new Comparator<Customer>(){

   

        @Override

        public int compare(Customer c1, Customer c2) {

            return (int) (c1.getId() - c2.getId());

        }

    };

   

    //用于往队列增加数据的通用方法

    private static void addDataToQueue(Queue<Customer> customerPriorityQueue) {

        Random rand = new Random();

        for(int i=0; i<7; i++){

            int id = rand.nextInt(100);

            customerPriorityQueue.add(new Customer(id, "Pankaj "+id));

        }

    }

   

    //用于从队列取数据的通用方法

    private static void pollDataFromQueue(Queue<Customer> customerPriorityQueue) {

        while(true){

            Customer cust = customerPriorityQueue.poll();

            if(cust == null) break;

            System.out.println("Processing Customer with ID="+cust.getId());

        }

    }

   

}

注意我用实现了Comparator接口的Java匿名类,并且实现了基于id的比较器。

当我运行以上测试程序时,我得到以下输出:

   

Processing Integer:9

Processing Integer:16

Processing Integer:18

Processing Integer:25

Processing Integer:33

Processing Integer:75

Processing Integer:77

Processing Customer with ID=6

Processing Customer with ID=20

Processing Customer with ID=24

Processing Customer with ID=28

Processing Customer with ID=29

Processing Customer with ID=82

Processing Customer with ID=96

从输出结果可以清楚的看到,最小的元素在队列的头部因而最先被取出。如果不实现Comparator,在建立customerPriorityQueue时会抛出ClassCastException。

Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: com.journaldev.collections.Customer cannot be cast to java.lang.Comparable

    at java.util.PriorityQueue.siftUpComparable(PriorityQueue.java:633)

    at java.util.PriorityQueue.siftUp(PriorityQueue.java:629)

    at java.util.PriorityQueue.offer(PriorityQueue.java:329)

    at java.util.PriorityQueue.add(PriorityQueue.java:306)

    at com.journaldev.collections.PriorityQueueExample.addDataToQueue(PriorityQueueExample.java:45)

    at com.journaldev.collections.PriorityQueueExample.main(PriorityQueueExample.java:25)

java优先队列

标签:默认   process   随机数生成   通用   ssi   pack   compare   多个   元素   

原文地址:https://www.cnblogs.com/kexinxin/p/11617552.html

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