队列概述java

最新推荐文章于 2025-12-05 17:02:52 发布

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队列的基本概念

队列（Queue）是一种先进先出（FIFO, First-In-First-Out）的线性数据结构，元素从队尾（rear）插入，从队头（front）删除。Java中队列通常通过java.util.Queue接口实现，常见实现类包括LinkedList、ArrayDeque和PriorityQueue。

队列的核心操作

1. 插入元素

add(E e)：将元素插入队尾，若队列满则抛出异常。
offer(E e)：将元素插入队尾，队列满时返回false。

2. 删除元素

remove()：移除并返回队头元素，队列空时抛出异常。
poll()：移除并返回队头元素，队列空时返回null。

3. 查看队头元素

element()：返回队头元素但不移除，队列空时抛出异常。
peek()：返回队头元素但不移除，队列空时返回null。

队列的实现类示例

LinkedList（链表实现）

Queue<Integer> queue = new LinkedList<>();
queue.offer(10); // 插入元素
queue.offer(20);
int head = queue.poll(); // 移除并返回队头元素
System.out.println(head); // 输出: 10

ArrayDeque（数组实现）

Queue<String> deque = new ArrayDeque<>();
deque.add("A");
deque.add("B");
String first = deque.peek(); // 查看队头元素
System.out.println(first); // 输出: A

PriorityQueue（优先队列）

优先队列根据元素的优先级（自然顺序或自定义比较器）出队：

Queue<Integer> pq = new PriorityQueue<>();
pq.offer(30);
pq.offer(10);
pq.offer(20);
while (!pq.isEmpty()) {
    System.out.println(pq.poll()); // 输出: 10, 20, 30（按升序）
}

线程安全队列

在多线程环境下可使用java.util.concurrent包中的线程安全队列：

BlockingQueue：支持阻塞操作（如LinkedBlockingQueue）。
ConcurrentLinkedQueue：非阻塞的高并发队列。

BlockingQueue<Integer> bq = new LinkedBlockingQueue<>(5);
bq.put(1); // 阻塞插入（队列满时等待）
int value = bq.take(); // 阻塞移除（队列空时等待）

应用场景

任务调度（如线程池任务队列）。
广度优先搜索（BFS）算法。
消息队列（如生产者-消费者模型）。