java（34）：数据结构（4）--Queue（1）概念基础

日期：2017/11/30

     Queue

java.util 
接口 Queue<E>

类型参数：

E - collection 中所保存元素的类型。

所有超级接口：

Collection<E>,  Iterable<E>

所有已知子接口：

BlockingDeque<E>,  BlockingQueue<E>,  Deque<E>

所有已知实现类：

AbstractQueue,  ArrayBlockingQueue,  ArrayDeque,  ConcurrentLinkedQueue,  DelayQueue,  LinkedBlockingDeque,  LinkedBlockingQueue,  LinkedList,  PriorityBlockingQueue,  PriorityQueue,  SynchronousQueue

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public interface Queue<E>
   
    extends 
    Collection<E>
   

一、队列的特性是什么呢？

      先进先出，意味着数据元是有序的；LinkedList 恰好可以实现这一点，LinkedList 提供了方法以支持队列的行为，同时实现了Queue接口，因此LinkedList 可以作为Queue的一种实现。提供将LinkedList  向上转型为Queue。

二、那么Queue提供了哪些方法呢？方法有哪些特点?

方法摘要
boolean	add(E e)            将指定的元素插入此队列（如果立即可行且不会违反容量限制），在成功时返回 true，如果当前没有可用的空间，则抛出 IllegalStateException。
E	element()            获取，但是不移除此队列的头。
boolean	offer(E e)            将指定的元素插入此队列（如果立即可行且不会违反容量限制），当使用有容量限制的队列时，此方法通常要优于 add(E)，后者可能无法插入元素，而只是抛出一个异常。
E	peek()            获取但不移除此队列的头；如果此队列为空，则返回 null。
E	poll()            获取并移除此队列的头，如果此队列为空，则返回 null。
E	remove()            获取并移除此队列的头。

 

从接口 java.util.Collection 继承的方法
addAll, clear, contains, containsAll, equals, hashCode, isEmpty, iterator, remove, removeAll, retainAll, size, toArray, toArray

      在处理元素前用于保存元素的 collection。除了基本的 Collection 操作外，队列还提供其他的插入、提取和检查操作。每个方法都存在两种形式：一种抛出异常（操作失败时），另一种返回一个特殊值（null 或 false，具体取决于操作）。插入操作的后一种形式是用于专门为有容量限制的 Queue 实现设计的；在大多数实现中，插入操作不会失败。

     队列通常（但并非一定）以 FIFO（先进先出）的方式排序各个元素。不过优先级队列和 LIFO 队列（或堆栈）例外，前者根据提供的比较器或元素的自然顺序对元素进行排序，后者按 LIFO（后进先出）的方式对元素进行排序。无论使用哪种排序方式，队列的头 都是调用 remove() 或 poll() 所移除的元素。在 FIFO 队列中，所有的新元素都插入队列的末尾。其他种类的队列可能使用不同的元素放置规则。每个 Queue 实现必须指定其顺序属性。

     如果可能，offer 方法可插入一个元素，否则返回 false。这与 Collection.add 方法不同，该方法只能通过抛出未经检查的异常使添加元素失败。offer 方法设计用于正常的失败情况，而不是出现异常的情况，例如在容量固定（有界）的队列中。

  remove() 和 poll() 方法可移除和返回队列的头。到底从队列中移除哪个元素是队列排序策略的功能，而该策略在各种实现中是不同的。remove() 和 poll() 方法仅在队列为空时其行为有所不同：remove() 方法抛出一个异常，而 poll() 方法则返回 null。

     element() 和 peek() 返回，但不移除，队列的头。

Queue 接口并未定义阻塞队列的方法，而这在并发编程中是很常见的。BlockingQueue 接口定义了那些等待元素出现或等待队列中有可用空间的方法，这些方法扩展了此接口。

     Queue 实现通常不允许插入 null 元素，尽管某些实现（如 LinkedList）并不禁止插入 null。即使在允许 null 的实现中，也不应该将 null 插入到 Queue 中，因为 null 也用作 poll 方法的一个特殊返回值，表明队列不包含元素。

     Queue 实现通常未定义 equals 和 hashCode 方法的基于元素的版本，而是从 Object 类继承了基于身份的版本，因为对于具有相同元素但有不同排序属性的队列而言，基于元素的相等性并非总是定义良好的。

三、例子代码

package PrepareTest;

import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;
import java.util.Random;

public class test10_QueueDemo {
	public static void printQ(Queue queue){
		while(queue.peek() != null){
//			System.out.print(queue.remove());
			System.out.print(queue.poll());
		}
		System.out.println();
	}
	public static void main(String[] args) {
		//不能实例化类型 Queue<Integer>
//		Queue<Integer> queue = new Queue<Integer>();
		Queue<Integer> queue = new LinkedList<Integer>();
		Random rand = new Random(80);
		for(int i = 0; i < 10; i++){
			queue.offer(rand.nextInt(i + 10));
		}
		printQ(queue);
		Queue<Character> qc = new LinkedList<Character>();
		for(char c : "Brontosaurus".toCharArray()){
			qc.offer(c);
		}
		printQ(qc);
	}

}

输出结果：

692313317111
Brontosaurus