Java Queue 接口实现

news2025/5/15 12:11:58

Date: 2025.05.14 20:46:38 author: lijianzhan

Java中的Queue接口是位于java.util包中，它是一个用于表示队列的接口。队列是一种先进先出（First-In-First-Out, 简称为FIFO）的数据结构，其中元素被添加到队列的尾部，并从队列的头部移除。

Queue的方法

Queue接口包括Collection接口的所有方法。这是因为Collection是Queue的超级接口。
Queue接口的一些常用方法是：

#1. 添加元素
add(element): 将指定的元素插入此队列表示的尾部
offer(element): 插入指定的元素到队列中，如果成功则返回true，如果队列达到其容量则返回false
put(element): throws InterruptedException: 插入指定的元素到队列中，如果队列满，则等待空间变得可用
#2.移除元素
remove(): 获取并移除此队列的头部。如果此队列为空，则抛出异常
poll(): 获取并移除此队列的头部。如果此队列为空，则返回null
#3.检查队列
size(): 返回此队列中的元素数
isEmpty(): 如果此队列不包含元素，则返回true
#4.阻塞队列方法
take(): throws InterruptedException: 获取并移除此队列的头部，在数据不可用时，会等待直到元素可用

实现类

Java提供了几个Queue接口的实现类，包括：
LinkedList: 实现了Queue接口，同时它也实现了List和Deque接口，因此它可以作为队列、栈或双端队列使用。

1.PriorityQueue: 实现了Queue接口，基于优先级堆。此队列按照元素的自然顺序或者构造队列时提供的Comparator进行排序。

2.ArrayBlockingQueue: 实现了BlockingQueue接口，是一个由数组支持的有界队列。

3.LinkedBlockingQueue: 实现了BlockingQueue接口，是一个由链表支持的可选有界队列。

4.PriorityBlockingQueue: 实现了BlockingQueue接口，支持优先级的无界队列。

5.DelayQueue: 实现了BlockingQueue接口，其中元素只有在其指定的延时完成后才能被取出。

6.SynchronousQueue: 实现了BlockingQueue接口，不存储任何元素。每个插入操作必须等待另一个线程的对应移除操作，反之亦然。

7.LinkedTransferQueue: 实现了TransferQueue接口，支持FIFO、可阻塞的put和take以及transfer操作。

队列接口的实现

1.实现LinkedList类，示例代码如下：

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

public class queue {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建 Queue 使用LinkedList 类
        Queue<Integer> queueList = new LinkedList<>();

        int number = 5;

        for (int i = 1; i <= number; i++) {
            //添加元素到 Queue
            queueList.offer(i);
            System.out.println("Queue队列: " + i);
        }

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

        //从队列中Queue元素
        int removedNumber = queueList.poll();
        System.out.println("删除元素： " + removedNumber);

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

在这里插入图片描述
运行结果如下：

2.实现PriorityQueue类，示例代码如下：

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

public class queue {
    public static void main(String[] args) {
        // 使用PriorityQueue类创建队列
        Queue<Integer> queueList2 = new PriorityQueue<>();

        //添加元素到 Queue
        queueList2.offer(1);
        queueList2.offer(2);
        queueList2.offer(3);
        System.out.println("Queue: " + queueList2);

        //访问 Queue 的元素
        int accessedNumber = queueList2.peek();
        System.out.println("访问元素： " + accessedNumber);

        //从 Queue 删除元素
        int removedNumber = queueList2.poll();
        System.out.println("删除元素： " + removedNumber);

        System.out.println("更新后的 Queue： " + queueList2);
    }
}