java之定长队列

    队列Queue,特性先进先出FIFO,在项目开发中,有的场景需要用到固定长度的队列【比如保存玩家最新的10封邮件,超过10封的,把最旧的删除】,当队列满了,再添加新的元素时,会丢弃旧的。话不多说,咱们直接上代码:

package com.newbie.util;

import java.util.LinkedList;

/**
 * 定长队列
 *
 */
public class FixedLengthQueue<T> {
    //队列的最大长度 也就是我们所谓的定长
    private int maxSize = 10;
    //通过LinkedList来保存数据
    private LinkedList<T> list = new LinkedList<>();

    /**
     * 通过构造方法来设置最大长度
     * @param maxSize 最大长度
     */
    public FixedLengthQueue(int maxSize){
        this.maxSize = maxSize;
    }

    /**
     * 添加元素 通过synchronized控制线程安全
     * @param t 添加的元素
     */
    public synchronized void add(T t){
        list.add(t);
        //超过最大长度以后,把最旧的元素删除
        if (list.size() > maxSize) {
            list.removeFirst();
        }
    }

    /**
     * 是否包含某个元素
     * @param t 添加的元素
     * @return true:包含 false:不包含
     */
    public synchronized boolean contains(T t){
        return list.contains(t);
    }

    /**
     * 获取实际list
     * @return list 实际list
     */
    public LinkedList<T> getList(){
        return list;
    }

    /**
     * 清空数据
     */
    public synchronized void clear(){
        list.clear();
    }

    /**
     * 获取队列长度(实际长度,不是最大长度)
     * @return 队列长度
     */
    public synchronized int size(){
        return list.size();
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "FixedLengthQueue {list=" + list + ", maxSize=" + maxSize + "}";
    }

    /**
     * 测试代码
     */
    public static void main(String[] args) {
        FixedLengthQueue fixedLengthQueue = new FixedLengthQueue(5);
        fixedLengthQueue.add("one");
        fixedLengthQueue.add("two");
        fixedLengthQueue.add("three");
        fixedLengthQueue.add("four");
        fixedLengthQueue.add("five");
        System.out.println("添加5个元素后:" + fixedLengthQueue);
        fixedLengthQueue.add("six");
        System.out.println("添加第6个元素后:" + fixedLengthQueue);
    }
}

测试结果: 

通过测试结果可以看出,定长为5的队列,第6个元素添加以后,第1个元素就被丢弃了,始终保持队列中元素不会超过5个。 

### 定长优先队列的实现 在 Java 中,可以通过 `PriorityQueue` 和其他集合类(如 `ArrayList` 或者自定义逻辑)组合来实现定长优先队列。下面详细介绍一种常见的实现方式。 #### 使用 PriorityQueue 的基本原理 `PriorityQueue` 是基于堆结构的一种无界队列,在默认情况下按照自然顺序排列元素,也可以通过指定比较器来自定义排序规则[^2]。为了限制其长度,可以在每次插入新元素时检查当前队列大小是否超过设定的最大容量。如果超出,则移除队首元素(即最小或最大值取决于排序规则)。 以下是具体实现代码: ```java import java.util.PriorityQueue; import java.util.Queue; public class FixedSizePriorityQueue<T> { private final int capacity; // 队列容量 private final Queue<T> queue; public FixedSizePriorityQueue(int capacity, java.util.Comparator<? super T> comparator) { this.capacity = capacity; this.queue = new PriorityQueue<>(comparator); } public void offer(T item) { boolean added = false; synchronized (this.queue) { // 线程安全控制 if (queue.size() < capacity) { queue.offer(item); // 如果未达到上限则直接加入 added = true; } else { T head = queue.peek(); // 获取队首元素 if (((Comparable<T>) item).compareTo(head) > 0) { // 自定义条件判断 queue.poll(); // 移除队首元素 queue.offer(item); // 插入新元素 added = true; } } } System.out.println((added ? "Added:" : "Rejected:") + item); } @Override public String toString() { return queue.toString(); } public static void main(String[] args) { FixedSizePriorityQueue<Integer> fsPQ = new FixedSizePriorityQueue<>(5, Integer::compare); for (int i = 1; i <= 10; i++) { fsPQ.offer(i * 10); } System.out.println(fsPQ); } } ``` 上述代码展示了如何创建一个固定大小为 5 的整数型优先队列,并依次向其中添加数值范围内的多个整数实例。当尝试插入第 6 到第 10 个数字时,只有那些大于现有最小值的新项才会被保留下来并替换掉旧的小值[^1]。 #### 关键点解析 - **线程安全性**:由于多线程环境下可能存在并发访问问题,因此我们在修改共享资源前加锁保护。 - **泛型支持**:此设计允许传入任意类型的对象作为参数,只需提供相应的 Comparator 即可完成定制化需求。 - **动态调整行为**:可以根据实际应用场景灵活改变筛选策略,例如改为保存最近更新时间最长的任务等特殊情形下的记录[^3]。
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