Java PriorityQueue

このチュートリアルでは、PriorityQueueクラスを学ぶためにJavaコレクションフレームワークの例を使用します。

PriorityQueueクラスはヒープデータ構造の機能を提供します。

これを実現していますQueueインターフェース

PriorityQueueを作成

为了创建优先级队列，我们必须导入java.util.PriorityQueueパッケージ。パッケージをインポートした後、以下の方法を使用してJavaで優先順位キューを生成できます。

PriorityQueue<Integer>　numbers　=　new　PriorityQueue<>();

这里，我们创建了一个没有任何参数的优先级队列。在这种情况下，优先级队列的头是队列中最小的元素。元素将按升序从队列中移除。

但是，我们可以借助Comparator接口自定义元素的顺序。我们将在本教程的后面部分中对此进行了解。

PriorityQueue方法

PriorityQueue类提供了Queue接口中存在的所有方法的实现。

将元素插入PriorityQueue

• add() - 将指定的元素插入队列。如果队列已满，则会引发异常。

• offer() - 将指定的元素插入队列。如果队列已满，则返回false。

例如，

import　java.util.PriorityQueue;
class　Main　{
　　　　public　static　void　main(String[]　args)　{
　　　　　　　　//创建优先队列
　　　　　　　　PriorityQueue<Integer>　numbers　=　new　PriorityQueue<>();
　　　　　　　　//使用add()方法
　　　　　　　　numbers.add(4);
　　　　　　　　numbers.add(2);
　　　　　　　　System.out.println("PriorityQueue:　")　+　numbers);}}
　　　　　　　　//使用offer()方法
　　　　　　　　numbers.offer(1);
　　　　　　　　System.out.println("更新后的PriorityQueue:　")　+　numbers);}}
　　　　}
}

出力結果

PriorityQueue:　[2,　4]
更新后的PriorityQueue:　[1,　4,　2]

在这里，我们创建了一个名为numbers的优先级队列。我们已将4和2插入队列。

然后，我们将1插入队列。 现在重新排列了队列，以将最小的元素1存储到队列的开头。

访问PriorityQueue元素

要从优先级队列访问元素，我们可以使用peek()方法。此方法返回队列的头部。例如，

import　java.util.PriorityQueue;
class　Main　{
　　　　public　static　void　main(String[]　args)　{
　　　　　　　　//　優先順位キューを生成します
　　　　　　　　PriorityQueue<Integer>　numbers　=　new　PriorityQueue<>();
　　　　　　　　numbers.add(4);
　　　　　　　　numbers.add(2);
　　　　　　　　numbers.add(1);
　　　　　　　　System.out.println("PriorityQueue:　")　+　numbers);}}
　　　　　　　　//使用　peek()　方法
　　　　　　　　int　number　=　numbers.peek();
　　　　　　　　System.out.println("访问元素:　")　+　number);
　　　　}
}

出力結果

PriorityQueue:　[1,　4,　2]
访问元素:　1

删除PriorityQueue元素

• remove() - 从队列中删除指定的元素

• poll() - 返回并删除队列的开头

例如，

import　java.util.PriorityQueue;
class　Main　{
　　　　public　static　void　main(String[]　args)　{
　　　　　　　　//　创建优先队列
　　　　　　　　PriorityQueue<Integer>　numbers　=　new　PriorityQueue<>();
　　　　　　　　numbers.add(4);
　　　　　　　　numbers.add(2);
　　　　　　　　numbers.add(1);
　　　　　　　　System.out.println("PriorityQueue:　")　+　numbers);}}
　　　　　　　　//使用remove()方法
　　　　　　　　boolean　result　=　numbers.remove(2);
　　　　　　　　System.out.println("元素2是否已删除?　"　+　result);
　　　　　　　　//使用poll()方法
　　　　　　　　int　number　=　numbers.poll();
　　　　　　　　System.out.println("使用poll()删除的元素:　")　+　number);
　　　　}
}

出力結果

PriorityQueue:　[1,　4,　2]
要素2削除済みですか？　true
poll()を使用して削除された要素:　1

優先順位キューを巡回します

優先順位キューの要素を巡回するには、iterator()メソッドを使用します。このメソッドを使用するために、java.util.Iteratorパッケージをインポートする必要があります。例えば、

import　java.util.PriorityQueue;
import　java.util.Iterator;
class　Main　{
　　　　public　static　void　main(String[]　args)　{
　　　　　　　　//優先順位キューを生成します
　　　　　　　　PriorityQueue<Integer>　numbers　=　new　PriorityQueue<>();
　　　　　　　　numbers.add(4);
　　　　　　　　numbers.add(2);
　　　　　　　　numbers.add(1);
　　　　　　　　System.out.print("使用iterator()でPriorityQueueを巡回します:　");
　　　　　　　　//iterator()メソッドを使用します
　　　　　　　　Iterator<Integer>　iterate　=　numbers.iterator();
　　　　　　　　while(iterate.hasNext())　{
　　　　　　　　　　　　System.out.print(iterate.next());
　　　　　　　　　　　　System.out.print(",　");
　　　　　　　　}
　　　　}
}

出力結果

iterator()を使用してPriorityQueueを巡回します:　1,　4,　2,

優先順位キューの他のメソッド

優先順位キュー比較器(comparator)

上記のすべての例では、優先順位キューの要素は自然順序（昇順）で取得されます。しかし、この順序をカスタマイズできます。

このため、独自のcomparatorクラスを作成する必要があります。これはComparatorインターフェースを実装しています。例えば

import　java.util.PriorityQueue;
import　java.util.Comparator;
class　Main　{
　　　　public　static　void　main(String[]　args)　{
　　　　　　　　//優先順位キューを生成します
　　　　　　　　PriorityQueue<Integer>　numbers　=　new　PriorityQueue<>(new　CustomComparator());
　　　　　　　　numbers.add(4);
　　　　　　　　numbers.add(2);
　　　　　　　　numbers.add(1);
　　　　　　　　numbers.add(3);
　　　　　　　　System.out.print("PriorityQueue:　")　+　numbers);}}
　　　　}
}
class　CustomComparator　implements　Comparator<Integer>　{
　　　　@Override
　　　　public　int　compare(Integer　number1,　Integer　number2)　{
　　　　　　　　int　value　=　　number1.compareTo(number2);
　　　　　　　　//要素は逆の順序で並べ替えられます
　　　　　　　　if　(value　>　0)　{
　　　　　　　　　　　　return　-1;
　　　　　　　　}
　　　　　　　　else　if　(value　<　0)　{
　　　　　　　　　　　　return　1;
　　　　　　　　}
　　　　　　　　else　{
　　　　　　　　　　　　return　0;
　　　　　　　　}
　　　　}
}

出力結果

PriorityQueue:　[4,　3,　1,　2]

上記の例では、CustomComparatorクラスをパラメータとして渡して優先順位キューを作成しました。

CustomComparatorクラスはComparatorインターフェースを実装しています。

その後、compare()メソッドをオーバーライドします。このメソッドは今や要素のヘッドが最大の数になります。