栈、队列、小根堆和大根堆的Java API使用

在OJ上练习编程的时候，有时对栈、队列、堆这些基础数据结构的实现不是考察的重点，而只是要使用这些数据结构解决问题，此时我们熟练掌握语言提供的数据结构API即可。下面对Java中的栈、队列、小根堆和大根堆做一个简单的介绍。

它们都有共用的collections接口中定义的常见函数isEmpty()，可以判断该数据结构中是否还有元素。

栈

Java中有Stack类，但现在已经过时了，不推荐使用。一个更好的方法是使用Deque接口实现栈（Deque意为双端队列，double ended queue）。具体来说又有ArrayDeuqe和LinkedList两种具体类来实现，两者的区别体现在底层分别使用数组和链表来实现。

常用的重要函数包括：
push(); // 向stack栈顶压入一个元素
pop(); // 从stack中弹出栈顶元素
peek(); // 查看stack中栈顶元素，不弹出

 // deque接口实现stack
	 Deque<Integer> stack = new LinkedList<>();
	
	 stack.push(1);
	 stack.push(2);
	 stack.push(3);
	
	 while(!stack.isEmpty()) {
	     System.out.println(stack.pop());
	 }

队列

使用Queue接口实现，具体的实现类有LinkedList。

常用的重要函数包括：
向队列尾部添加元素：
offer(); // 如果因为长度不够等原因插入失败，返回false
add(); // 如果插入失败会抛出异常：IllegalStateException;
查看头部元素 ，不改变队列：
peek(); // 如果队列中没有元素，返回null;
element(); // 如果队列中没有元素，则抛出异常：NoSuchElementException;
取出队首元素（返回队首元素，队列中不再包含此元素）：
poll(); // 会在没元素时返回null;
remove(); // 会在没元素时抛出异常：NoSuchElementException;

推荐使用offer()、peek()、poll()

	 // queue接口实现queue
	 Queue<Integer> queue = new LinkedList<>();
	 queue.offer(1);
	 queue.offer(2);
	 queue.offer(3);
	
	 while (!queue.isEmpty()) {
	     System.out.println(queue.poll());
	 }

小根堆

PriorityQueue类实现了优先队列，默认是一个小根堆的形式，如果要定义大根堆，需要在初始化的时候加入一个自定义的比较器。

	// PriorityQueue 实现heap
	// minHeap：PriorityQueue默认实现小根堆
	PriorityQueue<Integer> minHeap = new PriorityQueue<>();
	minHeap.offer(5);
	minHeap.offer(3);
	minHeap.offer(4);
	minHeap.offer(1);
	minHeap.offer(2);
	
	while(!minHeap.isEmpty()) {
	    System.out.println(minHeap.poll());
	}

大根堆

	// maxHeap
	// 自定义比较器：当compare函数中第一个参数（这里是较大的元素）需要排在前面时，返回一个负数；反之返回一个正数。
	class maxComparator implements Comparator<Integer> {
	    @Override
	    public int compare(Integer num1, Integer num2) {
	        return num1 >= num2 ? -1 : 1;
	    }
	}
	
	// 初始化PriorityQueue的时候new一个自定义比较器的对象
	PriorityQueue<Integer> maxHeap = new PriorityQueue<Integer>(new maxComparator());
	maxHeap.offer(5);
	maxHeap.offer(3);
	maxHeap.offer(4);
	maxHeap.offer(1);
	maxHeap.offer(2);
	
	while(!maxHeap.isEmpty()) {
	    System.out.println(maxHeap.poll());
	}

参考：
https://blog.youkuaiyun.com/huangfan322/article/details/52756441
http://chengfeng96.com/blog/2018/01/20/Java中用Deque接口代替Stack接口完成栈功能/