优先队列——大顶堆和小顶堆

队列是一种特殊的线性表，特殊之处在于它只允许在表的前端（front）进行删除操作，而在表的后端（rear）进行插入操作，和栈一样，队列是一种操作受限制的线性表。进行插入操作的端称为队尾，进行删除操作的端称为队头。

首先了解 PriorityQueue（优先队列）

优先队列底层实现是一个堆，因为优先队列对外接口只是从队头取元素，从队尾添加元素，再无其他取元素的方式，看起来是一个队列。

• 是一个基于优先级堆的无界优先级队列，底层实现是一棵完全二叉树
• 不允许使用 null 元素
• 不允许插入不可比较的对象，会导致 ClassCastException。
• 优先级队列是无界的，但是有一个内部容量，默认容量为11，控制着用于存储队列元素的数组大小。它通常至少等于队列的大小。随着不断向优先级队列添加元素，其容量会自动增加
• PriorityQueue 线程不安全，想线程安全用 PriorityBlockingQueue 类

PriorityQueue 的长度问题

PriorityQueue 源码中有两个构造器，传一个整数参数进去，表示队列的长度，如果不传参，PriorityQueue 还有另一个构造器，直接调用静态全局常量 DEFAULT_INITIAL_CAPACITY 作为长度，默认值11，所以说优先队列的默认长度就是11；上面大顶堆中，就算是只有Comparator的匿名内部类，也可以调用DEFAULT_INITIAL_CAPACITY设置长度，而 PriorityQueue 自己能自动扩容，所以如果没有特殊要求，是不需要管优先队列的长度的

实现

实现小顶堆

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

实现大顶堆

PriorityQueue<Integer> maxheap = new PriorityQueue<Integer>(new Comparator<>(){ 
    @Override
    public int compare(Integer i1,Integer i2){
        return i2-i1;
    }
});

可以看到，本质上，大顶堆是小顶堆调了 Comparator 进行了比较，实现匿名内部类

提到匿名内部类，就不得不提 lambda表达式，上面的代码就可以写成下面这样了

PriorityQueue<Integer> maxheap = new PriorityQueue<>((i1, i2) -> i2 - i1);

一行实现大顶堆

大顶堆和小顶堆的性质

堆是一颗完全二叉树，树中每个结点的值都比其左右孩子的值大或小。
父亲结点
大于等于左右孩子就是大顶堆（从大到小）
小于等于左右孩子就是小顶堆（从小到大）

（堆的这种特性非常的有用，堆常常被当做优先队列使用，因为可以快速的访问到“最重要”的元素）

常用方法

• add(E e)
  • 添加元素到队尾，并调整堆结构
• remove()
  • 返回并删除队头元素，并调整堆结构
• element()
  • 返回队头元素（不删除）
• peek()
  • 返回栈顶的元素（不删除）
• isEmpty()
  • 判断队列是否为空
• size()
  • 获取队列中元素个数
• clear()
  • 清空队列
• contains(Object o)
  • 判断队列中是否包含指定元素
• iterator()
  • 迭代器