java 集合框架极速时时彩源码出售之队列 PriorityQueue

  优先队列 PriorityQueue 的实现其实就是数据结构堆的实现。对数据结构堆比较熟悉的,看 PriorityQueue 的源码会十分容易,无外乎堆的生成,堆的重建和堆元素删除算法。PriorityQueue 相比于其它的队列,它能够将队列的元素进行排序保存,但是方法都没有加锁,所以它是非线程安全的

  因此,堆的元素是可以保存在数组中,节点 i 的左子节点下标是 2i+1, 右子节点下标是 2i+2。PriorityQueue 的元素都保证在数组 queue 中。

  PriorityQueue 可以自定义比较器 Comparator,用来对插入的元素排序。如果不定义比较器,那么插入的元素必须实现 Comparator 接口。这是优先队列实现元素排序功能的前提。

  当插入的元素直接插入末尾的,可能不符合的堆的规则,这时候需要对堆元素进行调整,使其满足堆的定义。

  没有设置比较器,插入的元素E x 必须是接口 Comparable 的子类,否则会报错。如 int 类型元素是可以直接插入的,因为 Integer 实现了 Comparable 接口。

  不管有没有设置比较器,堆调整算法是一样的。这里看没有设置比较器的堆调整源码。

  小顶堆调整实现原理:插入 k 位置的元素 x,若大于父节点,x 直接保存在 k 位置;若小于父节点,x 和父节点交换位置,接着再和新位置的父节点进行比较,以此类推,直到将 x 保存到满足大于父节点,小于子节点的位置。

  删除元素比较简单,直接从数组遍历寻找到该元素,然后删除,并对堆进行重构调整。

  当删除一个元素,堆的大小减小一,那么之前堆尾的元素肯定需要往前移。所以,将堆尾元素 moved 放置在删除的元素的位置,然后进行调整使其符合堆的股则。那么如何调整呢?首先将 moved 和其子节点进行调整。

  将 x 与左右子节点比较,若都比左右子节点小,则不对换,调整结束。否则将最小的节点和 x 对换,x 调整到新位置后,再和其左右子节点比较,以此类推,直到调整结束。

  向下调整结束之后,若 moved 还是位于 i 位置,说明 i 位置的左右节点都比 moved 大。这时要考虑 moved 的父节点比 moved 大的情况了,所以这种情况还得向上调整。

  向上调整比较简单,直接不断和父节点比较,如比父节点小,则和父节点交换位置。

  PriorityQueue 提供了 poll() 方法,直接取出队列头元素。队列头元素被取出,这又涉及到堆的重构调整。

  堆的头元素被取出,相当于删除堆的跟节点,堆的重建和删除方法中是一样的,这里就不用再叙述了。

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