Java之PriorityQueue的使用解讀
更新時間：2025年09月04日 09:11:46 作者：minh_coo
本文介紹PriorityQueue的基本概念、常用方法及自定義排序技巧,重點(diǎn)講解其在TOPK問題中的應(yīng)用,通過小頂堆或大頂堆高效篩選最大/最小值,適用于大規(guī)模數(shù)據(jù)處理場景
PriorityQueue用法
一、基本概念
PriorityQueue（優(yōu)先隊(duì)列），在概念上，默認(rèn)為小頂堆，元素單調(diào)遞增排序。也可通過傳入Comparator，重寫其中的compare方法自定義排序規(guī)則；
在實(shí)現(xiàn)上，PriorityQueue實(shí)現(xiàn)了Queue接口，使用數(shù)組來存儲數(shù)據(jù)，按照每層從左到右的順序存放，因此它不允許存入null值。
二、常用方法總結(jié)
| 方法 | 作用 |
|---|---|
| add(); | 隊(duì)尾插入元素，調(diào)整堆結(jié)構(gòu)，失敗時拋異常 |
| offer(); | 隊(duì)尾插入元素，調(diào)整堆結(jié)構(gòu)，失敗時拋false |
| remove(); | 根據(jù)value值刪除指定元素，調(diào)整堆結(jié)構(gòu)，失敗時拋異常 |
| poll(); | 刪除隊(duì)頭元素，調(diào)整堆結(jié)構(gòu)，失敗時拋null |
| element(); | 獲取隊(duì)列頭元素 |
| peek(); | 獲取隊(duì)列頭元素 |
| clear(); | 清空隊(duì)列 |
| size(); | 獲取隊(duì)列元素個數(shù) |
| contains(); | 判斷隊(duì)列中是否包含指定元素 |
| isEmpty(); | 判斷隊(duì)列是否為空 |
三、具體使用
1、實(shí)現(xiàn)降序排列（大頂堆）
方式一、lambda表達(dá)式
PriorityQueue<Integer> queue = new PriorityQueue<>(
(o1, o2) -> o2 - o1
);
方式二、重寫compare方法
PriorityQueue<Integer> queue = new PriorityQueue<>(new Comparator<Integer>() {
@Override
public int compare(Integer o1, Integer o2) {
return o2 - o1;
}
});
2、實(shí)現(xiàn)自定義排序
示例一、按字符串的第三位進(jìn)行降序排列
PriorityQueue<String> queue = new PriorityQueue<>(
(o1, o2) -> o2.charAt(2) - o1.charAt(2)
);
示例二、自定義一個類People，先按名字排序，再按年齡排序，再按身高排序
public class Solution {
public static void main(String[] args) {
PriorityQueue<People> queue = new PriorityQueue<>(
(o1, o2) -> {
if (o1.getName().compareTo(o2.getName()) > 0) {
return 1;
} else if (o1.getName().compareTo(o2.getName()) < 0) {
return -1;
} else {
if (o1.getAge() > o2.getAge()) {
return 1;
} else if (o1.getAge() < o2.getAge()) {
return -1;
} else {
if (o1.getHeight() - o2.getHeight() > 0) {
return 1;
} else if (o1.getHeight() - o2.getHeight() < 0) {
return -1;
} else {
return 0;
}
}
}
}
);
People one = new People("one", 12, 45.6f);
People two = new People("one", 12, 12.3f);
queue.add(one);
queue.add(two);
for (People tmp : queue) {
System.out.println(tmp);
}
}
}
class People {
private String name;
private int age;
private float height;
public People(String name, int age, float height) {
this.name = name;
this.age = age;
this.height = height;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
public float getHeight() {
return height;
}
public void setHeight(float height) {
this.height = height;
}
@Override
public String toString() {
return "people{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
", height=" + height +
'}';
}
}
3、解決TOP K問題
問題場景：從十億個數(shù)中取最大/最小的100個數(shù)
解決方案：先取100個數(shù)構(gòu)成小頂堆/大頂堆，后續(xù)每來一個數(shù)都與隊(duì)頭元素進(jìn)行判斷，比它小就直接丟棄，比它大就進(jìn)隊(duì)列中，直至訪問完畢，最后剩下的即為所求答案。
總結(jié)
以上為個人經(jīng)驗(yàn)，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支持腳本之家。
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