Java堆&优先级队列示例讲解(下)

Java堆&优先级队列示例讲解(下)

目录1.优先级队列1.1 概念1.2 内部原理1.3 操作-入队列1.4 操作-出队列（优先级最高）1.5 借用堆实现优先级队列1.6 测试

1.优先级队列

1.1 概念

在很多应用中，我们通常需要按照优先级情况对待处理对象进行处理，比如首先处理优先级最高的对象，然后处理次高的对象。最简单的一个例子就是，在手机上玩游戏的时候，如果有来电，那么系统应该优先处理打进来的电话。在这种情况下，我们的数据结构应该提供两个最基本的操作，一个是返回最高优先级对象，一个是添加新的对象。这种数据结构就是优先级队列(Priority Queue)。

1.2 内部原理

优先级队列的实现方式有很多，但最常见的是使用堆来构建。

1.3 操作-入队列

过程（以大堆为例）：

1. 首先按尾插方式放入数组

2. 比较其和其双亲的值的大小，如果双亲的值大，则满足堆的性质，插入结束

3. 否则，交换其和双亲位置的值，重新进行 2 、 3 步骤

4. 直到根结点

图示：

1.4 操作-出队列（优先级最高）

为了防止破坏堆的结构，删除时并不是直接将堆顶元素删除，而是用数组的最后一个元素替换堆顶元素，然后通过向下调整方式重新调整成堆

1.5 借用堆实现优先级队列

1.实现一个接口

public interface IQueue {

// 入队

void offer(E val);

//出队

E poll();

//返回队首元素

E peek();

//判断队列是否为空

boolean isEmpty();

}

2.堆完整代码见java堆&优先级队列示例讲解(上)

3.优先级队列

/**

* 基于最大堆的优先级队列,值越大优先级越高

* 队首元素就是优先级最大的元素(值最大)

*/

import stack_queue.queue.IQueue;

public class PriorityQueue implements IQueue {

MaxHeap heap = new MaxHeap();

public PriorityQueue(){

heap = new MaxHeap();

}

@Override

public void offer(Integer val) {

heap.add(val);

}

@Override

public Integer poll() {

return heap.extractMax();

}

@Override

public Integer peek() {

return heap.peekMax();

}

@Override

public boolean isEmpty() {

return heap.isEmpty();

}

}

1.6 测试

import java.util.Comparator;

import java.util.PriorityQueue;

import java.util.Queue;

public class PriorityQueueTest {

public static void main(String[] args) {

// 通过构造方法传入比较器

// 默认是最小堆，"值qqZGz"(比较器compare的返回值)越小，优先级就越高

// 当传入一个降序的比较器时,值(比较器compare的返回值，值越大，返回负数)

// Queue queue = new PriorityQueue<>(new StudentComDesc());

// Queue queue = new PriorityQueue<>(new Comparator() {

// @Override

// public int compare(Student o1, Student o2) {

// return o2.getAge() - o1.getAge();

// }

// });

Queue queue = new PriorityQueue<>(new StudentCom());

Student stu1 = new Student(18,"雷昊");

Student stu2 = new Student(20,"张超");

Student stu3 = new Student(16,"钺浦");

queue.offer(stu1);

queue.offer(stu2);

queue.offer(stu3);

while (!queue.isEmpty()){

System.out.println(queue.poll());

}

}

}

//升序（最小堆）

class StudentCom implements Comparator {

@Override

public int compare(Student o1, Student o2) {

return o1.getAge() - o2.getAge();

}

}

//降序（最大堆）

class StudentComDesc implements Comparator {

@Override

public int compare(Student o1, Student o2) {

return o2.getAge() - o1.getAge();

}

}

class Student{

private int age;

private String name;

public int getAge() {

return age;

}

public Student(int age, String name) {

this.age = age;

this.name = name;

}

qqZGz@Override

public String toString() {

return "Student{" +

"age=" + age +

", name='" + name + '\'' +

'}';

}

}

结果如下：Java堆&优先级队列示例讲解(上)

版权声明：本文内容由网络用户投稿，版权归原作者所有，本站不拥有其著作权，亦不承担相应法律责任。如果您发现本站中有涉嫌抄袭或描述失实的内容，请联系我们jiasou666@gmail.com 处理，核实后本网站将在24小时内删除侵权内容。