在日常生活中,排队几乎随处可见,上地铁要排队,买火车票要排队,就连出门吃个大餐,也要排队。。。之前研究的ArrayList
就像是一个缺乏管理的排队系统。大家虽然会排队,但一会走个人,大家向前挪一挪,一会插个人,大家向后挪一挪,碰到这样的队伍,一定让人痛苦万分吧?
今天要介绍的Queue
就不同了,它是一个严格的排队系统。就像许多火车站排队窗口在两侧加了护栏一样,大家只能从队尾进来,从队首离开,我们称之为FIFO(first in first out)
,也就是先进来的人先离开。Queue
就严格遵循了这个原则,使插队和提早离开变得不可能。
当然Queue
也有很多变种,FIFO
并不是其可以遵循的规则。比如Stack
(栈),就遵循LIFO(last in first out)
,这就好比我们叠碗一样,后来者居上。还有我们之后要分析的Deque
,其允许元素从两端插入或删除,比如排队进站时总有人说,“我能不能插个队,我赶时间?”。
超级接口Queue
队列在软件开发中担任着重要的职责,java函数的调用用到了栈的技术,在处理并发问题时,BlockingQueue
很好的解决了数据传输的问题。接下来我们看看Java是如何定义队列的吧。
首先,Queue
也继承自Collection
,说明它是集合家族的一员。Queue
接口主要提供了以下方法:
//将元素插入队列
boolean add(E e);
//将元素插入队列,与add相比,在容量受限时应该使用这个
boolean offer(E e);
//将队首的元素删除,队列为空则抛出异常
E remove();
//将队首的元素删除,队列为空则返回null
E poll();
//获取队首元素,但不移除,队列为空则抛出异常
E element();
//获取队首元素,但不移除,队列为空则返回null
E peek();
超级实现类AbstractQueue
Queue
的定义很简单,所以其实现类也很简单,用简单的代码做复杂的事情,值得我们学习。
AbstractQueue
仅实现了add
、remove
和element
三个方法,并且分别调用了另外一个仅细微区别的方法,我们这里只看其一
//这里我们就明白,对于有容量限制的,直接调用offer肯定会更快
public boolean add(E e) {
if (offer(e))
return true;
else
throw new IllegalStateException("Queue full");
}
此外,它还实现了clear
与addAll
方法,重写这些方法可以使其更符合当前场景。
public void clear() {
while (poll() != null)
;
}
public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
if (c == null)
throw new NullPointerException();
if (c == this)
throw new IllegalArgumentException();
boolean modified = false;
for (E e : c)
if (add(e))
modified = true;
return modified;
}
接口Deque
Deque
全称为double ended queue
,即双向队列,它允许在两侧插入或删除元素,同时也建议我们不要向其中插入null值。除此之外,其余特性则和父级Queue
类似。Deque
大多数情况下不会限制元素的数量,但这不是必须的。
Deque
中定义的方法主要分为四部分,部分就如Deque
定义所言,提供两侧插入或删除的方法。第二部分是继承自Queue
的实现。第三部分表示如果要基于此实现一个Stack
,需要实现的方法。后一部分是继承自Collection
的方法。
两侧插入、删除
这里方法和Queue
定义方式一致,但却是针对两侧插入删除的。
//在队首添加元素
void addFirst(E e);
//在队首添加元素
boolean offerFirst(E e);
//在队尾添加元素
void addLast(E e);
boolean offerLast(E e);
//删除队首元素
E removeFirst();
E pollFirst();
//删除队尾元素
E removeLast();
E pollLast();
//获取队首元素
E getFirst();
E peekFirst();
//获取队尾元素
E getLast();
E peekLast();
//删除个事件,大多数指的是删除个和 o equals的元素
boolean removeFirstOccurrence(Object o);
//删除后一个事件,大多数指的是删除后一个和 o equals的元素
boolean removeLastOccurrence(Object o);
与Queue对应的方法
因为Queue遵循FIFO
,所以其方法在Deque
中对应关系有所改变,结合Deque
的定义,我们很容易就想到它们的对应关系:
//与addLast(E e)等价
boolean add(E e);
//与offerLast(E e)等价
boolean offer(E e);
//与removeFirst()等价
E remove();
//与pollFirst()等价
E poll();
//与getFirst()等价
E element();
//与peekFirst()等价
E peek();
实现Stack
Stack仅在一侧支持插入删除操作等操作,遵循LIFO
原则。
//与addFirst()等价
void push(E e);
//与removeFirst()等价
E pop();
继承于Collection的方法
这里主要关注两个方法。
//顺序是从队首到队尾
Iterator<E> iterator();
//顺序是从队尾到队首
Iterator<E> descendingIterator();
Collection三大框架之二就介绍到这里了,接下来我们就可以了解LinkedList的原理了。不过在此之前,我们要先看一个应用不太广泛,但思想很重要的实现类:ArrayDeque,用数组实现的双向队列,你可能没有听过它,但却有必要了解它。
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