Java Queue 接口

提示

1. 队列接口定义：Queue 接口提供队列数据结构功能，扩展自 Collection 接口。
2. 实现类：主要通过 ArrayDeque、LinkedList 和 PriorityQueue 类实现。
3. 主要操作：支持队列操作如 add()、offer()、peek()、poll()，遵循先进先出（FIFO）原则。

Java 集合框架的 Queue 接口提供了队列数据结构的功能。它扩展了 Collection 接口。

实现 Queue 的类

由于 Queue 是一个接口，我们不能直接提供它的实现。

为了使用 Queue 的功能，我们需要使用实现了它的类：

• ArrayDeque
• LinkedList
• PriorityQueue

扩展 Queue 的接口

Queue 接口也被各种子接口扩展：

• Deque
• BlockingQueue
• BlockingDeque

队列数据结构的工作原理

在队列中，元素是以先进先出的方式存储和访问的。即，元素从后面添加并从前面移除。

如何使用 Queue？

在 Java 中，我们必须导入 java.util.Queue 包才能使用 Queue。

// LinkedList 实现的 Queue
Queue<String> animal1 = new LinkedList<>();

// Array 实现的 Queue
Queue<String> animal2 = new ArrayDeque<>();

// 优先队列实现的 Queue
Queue<String> animal3 = new PriorityQueue<>();

这里，我们分别创建了 LinkedList、ArrayDeque 和 PriorityQueue 类的对象 animal1、animal2 和 animal3。这些对象可以使用 Queue 接口的功能。

Queue 的方法

Queue 接口包括了 Collection 接口的所有方法。这是因为 Collection 是 Queue 的超接口。

Queue 接口中一些常用的方法包括：

• add() - 向队列中插入指定的元素。如果任务成功，add() 返回 true，否则抛出异常。
• offer() - 向队列中插入指定的元素。如果任务成功，offer() 返回 true，否则返回 false。
• element() - 返回队列的头部。如果队列为空，则抛出异常。
• peek() - 返回队列的头部。如果队列为空，则返回 null。
• remove() - 返回并移除队列的头部。如果队列为空，则抛出异常。
• poll() - 返回并移除队列的头部。如果队列为空，则返回 null。

队列接口的实现

1. 实现 LinkedList 类

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

class Main {

    public static void main(String[] args) {
        // 使用 LinkedList 类创建 Queue
        Queue<Integer> numbers = new LinkedList<>();

        // 向 Queue 提供元素
        numbers.offer(1);
        numbers.offer(2);
        numbers.offer(3);
        System.out.println("Queue: " + numbers);

        // 访问 Queue 的元素
        int accessedNumber = numbers.peek();
        System.out.println("访问的元素: " + accessedNumber);

        // 从 Queue 中移除元素
        int removedNumber = numbers.poll();
        System.out.println("移除的元素: " + removedNumber);

        System.out.println("更新后的 Queue: " + numbers);
    }
}

输出

Queue: [1, 2, 3]
访问的元素：1
移除的元素：1
更新后的 Queue：[2, 3]

要了解更多，请访问 Java LinkedList。

2. 实现 PriorityQueue 类

import java.util.Queue;
import java.util.PriorityQueue;

class Main {

    public static void main(String[] args) {
        // 使用 PriorityQueue 类创建 Queue
        Queue<Integer> numbers = new PriorityQueue<>();

        // 向 Queue 提供元素
        numbers.offer(5);
        numbers.offer(1);
        numbers.offer(2);
        System.out.println("Queue: " + numbers);

        // 访问 Queue 的元素
        int accessedNumber = numbers.peek();
        System.out.println("访问的元素: " + accessedNumber);

        // 从 Queue 中移除元素
        int removedNumber = numbers.poll();
        System.out.println("移除的元素: " + removedNumber);

        System.out.println("更新后的 Queue: " + numbers);
    }
}

输出

Queue: [1, 5, 2]
访问的元素：1
移除的元素：1
更新后的 Queue：[2, 5]

要了解更多，请访问 Java PriorityQueue。

在接下来的教程中，我们将学习 Queue 接口的不同子接口及其详细实现。