Java隊列

隊列是只能在其上執行操作的對象的集合兩端的隊列。

隊列有兩個末端，稱為頭和尾。

在簡單隊列中，對象被添加到尾部并從頭部刪除并首先刪除首先添加的對象。

Java Collections Framework支持以下類型的隊列。

• 簡單的隊列允許在尾部插入和從頭部移除。

• 優先級隊列為每個元素分配優先級，并允許從隊列中刪除具有最高優先級的元素。

• 延遲隊列向每個元素添加延遲，并僅在其延遲已過去時刪除該元素。

• 雙端隊列允許其元件從頭部和尾部插入和移除。

• 阻塞隊列阻塞線程，當線程已滿時向其添加元素，當線程為空時，它阻止線程從中刪除元素。

• 傳輸隊列是阻塞隊列，其中對象的切換發生在生產者線程和消費者線程之間。

• 阻塞雙端隊列是雙端隊列和阻塞隊列的組合。

隊列的簡介

• 隊列可以定義為有序列表，它允許在一端執行插入操作，稱為REAR，刪除操作在另一端執行，稱為FRONT。

• 隊列被稱為先進先出列表。

• 例如，排隊等候鐵路車票的人隊列。

隊列的應用

由于隊列以先進先出的方式執行操作，這對于操作的排序是相當公平的。 隊列的各種應用如下所述。

• 隊列被廣泛用作單個共享資源(如打印機，磁盤，CPU)的等待列表。

• 隊列用于異步數據傳輸(例如，數據不以兩個進程之間的相同速率傳輸)。 管道，文件IO，套接字。

• 隊列在大多數應用程序中用作緩沖區，如MP3媒體播放器，CD播放器等。

• 隊列用于維護媒體播放器中的播放列表，以便添加和刪除播放列表中的歌曲。

• 隊列在操作系統中用于處理中斷。

時間復雜性

時間復雜性	訪問	搜索	插入	刪除
平均情況	θ(n)	θ(n)	θ(1)	θ(1)
最壞情況	θ(n)	θ(n)	θ(1)	θ(1)

簡單隊列

簡單隊列由 Queue 接口的實例表示。

隊列允許您執行三個基本操作:

• 從尾部添加元素

• 從其頭部移除元素

• 在元素頂部審查

Queue接口為三個操作中的每一個定義了兩個方法。如果操作不可能，一個方法拋出異常，另一個方法方法返回false或null以指示失敗。

方法	描述
boolean add(E e)	如果可能，向隊列中添加一個元素。否則，它拋出異常。
boolean offer(E e)	如果不能添加元素，則將元素添加到隊列中，而不拋出異常。 它在失敗時返回false，在成功時返回true。
E remove()	刪除隊列的頭。如果隊列為空，它會拋出異常。此方法返回已移除的項目。
E poll()	從隊列中刪除元素。如果隊列為空而不是拋出異常，則返回null。
Eelement()	偷看隊列的頭，而不從隊列中刪除它。 如果隊列為空，它會拋出異常。
E peek()	查看隊列，如果隊列為空而不是拋出異常，則返回null。

LinkedList和PriorityQueue是Queue接口的兩個實現類。LinkedList還實現了List接口。

例子

以下代碼顯示如何將鏈表用作FIFO隊列。

import java.util.LinkedList;
import java.util.NoSuchElementException;
import java.util.Queue;

public class Main {
  public static void main(String[] args) {
    Queue<String> queue = new LinkedList<>();
    queue.add("Java");
    // offer() will work the same as add()
    queue.offer("SQL");
    queue.offer("CSS");
    queue.offer("XML");

    System.out.println("Queue: " + queue);

    // Let"s remove elements until the queue is empty
    while (queue.peek() != null) {
      System.out.println("Head  Element: " + queue.peek());
      queue.remove();
      System.out.println("Removed one  element from  Queue");
      System.out.println("Queue: " + queue);
    }
    System.out.println("queue.isEmpty(): " + queue.isEmpty());
    System.out.println("queue.peek(): " + queue.peek());
    System.out.println("queue.poll(): " + queue.poll());
    try {
      String str = queue.element();
      System.out.println("queue.element(): " + str);
      str = queue.remove();
      System.out.println("queue.remove(): " + str);
    } catch (NoSuchElementException e) {
      System.out.println("queue.remove(): Queue is  empty.");
    }
  }
}

上面的代碼生成以下結果。