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关于队列的使用

在 Java 中,队列(Queue)和双端队列(Deque)的实现类有多种,每种适用于不同的场景。以下是常见的队列类型及其创建方式:

普通队列(Queue)

普通队列遵循 FIFO(先进先出) 原则,只能在队尾插入元素(offer/add),在队首移除元素(poll/remove)。

(1) LinkedList(链表实现)
特点:支持动态扩容,可用作队列或双端队列。

创建方式:

Queue<Integer> queue = new LinkedList<>();

常用方法:

offer(e) / add(e):队尾插入元素。

poll() / remove():移除并返回队首元素。

peek() / element():查看队首元素(不删除)。

(2) ArrayDeque(数组实现)
特点:基于动态数组,比 LinkedList 更高效(内存连续,缓存友好)。

创建方式:

Queue<Integer> queue = new ArrayDeque<>();

适用场景:高频队列操作(如 BFS)。

双端队列(Deque)

双端队列(Deque = Double Ended Queue)支持 两端插入和删除,可以用作栈或队列。

(1) LinkedList(链表实现)
特点:动态扩容,支持所有 Deque 操作。

创建方式:

Deque<Integer> deque = new LinkedList<>();

常用方法:

offerFirst(e) / offerLast(e):在队首/队尾插入。

pollFirst() / pollLast():移除并返回队首/队尾元素。

peekFirst() / peekLast():查看队首/队尾元素(不删除)。

(2) ArrayDeque(数组实现)
特点:比 LinkedList 更高效(无链表节点开销)。

创建方式:

Deque<Integer> deque = new ArrayDeque<>();

适用场景:滑动窗口、单调队列、栈替代(比 Stack 更快)。

优先队列(PriorityQueue)

优先队列(堆)按 元素优先级 出队(默认最小堆,队首是最小元素)。

(1) PriorityQueue(基于堆)
特点:元素按自然顺序或自定义 Comparator 排序。

创建方式:

Queue<Integer> pq = new PriorityQueue<>(); // 默认最小堆

Queue maxHeap = new PriorityQueue<>((a, b) -> b - a); // 最大堆

常用方法:

offer(e):插入元素(自动调整堆)。

poll():移除并返回队首(最小/最大)元素。

peek():查看队首元素(不删除)。

适用场景:Top K 问题、Dijkstra 算法。

阻塞队列(BlockingQueue)

线程安全的队列,支持 阻塞操作(如队列空时等待,队列满时阻塞)。

(1) ArrayBlockingQueue(有界队列)
特点:固定容量,基于数组。

创建方式:

BlockingQueue<Integer> blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(10);

适用场景:生产者-消费者模型。

(2) LinkedBlockingQueue(可选有界/无界)
特点:默认无界(Integer.MAX_VALUE),也可指定容量。

创建方式:

BlockingQueue<Integer> blockingQueue = new LinkedBlockingQueue<>(); // 无界

BlockingQueue boundedQueue = new LinkedBlockingQueue<>(100); // 有界

(3) PriorityBlockingQueue(优先阻塞队列)
特点:无界优先队列,线程安全。

创建方式:

BlockingQueue<Integer> pq = new PriorityBlockingQueue<>();

并发队列(ConcurrentLinkedQueue)

非阻塞线程安全队列,基于 CAS 实现高性能并发。

(1) ConcurrentLinkedQueue
特点:无界,非阻塞,高并发场景性能好。

创建方式:

Queue<Integer> concurrentQueue = new ConcurrentLinkedQueue<>();

适用场景:高并发任务调度。

总结表
队列类型 实现类 创建方式 特点

普通队列 LinkedList Queue q = new LinkedList<>() 动态链表,支持队列/双端队列

ArrayDeque Queue q = new ArrayDeque<>() 动态数组,高效
双端队列 LinkedList Deque dq = new LinkedList<>() 支持两端操作

ArrayDeque Deque dq = new ArrayDeque<>() 比 LinkedList 更快
优先队列 PriorityQueue Queue pq = new PriorityQueue<>() 堆结构,按优先级出队
阻塞队列 ArrayBlockingQueue BlockingQueue bq = new ArrayBlockingQueue<>(10) 固定容量,线程安全

LinkedBlockingQueue BlockingQueue bq = new LinkedBlockingQueue<>() 可选有界/无界
并发队列 ConcurrentLinkedQueue Queue cq = new ConcurrentLinkedQueue<>() 非阻塞,高并发

如何选择?
普通队列:用 ArrayDeque(高效)或 LinkedList(灵活)。

双端队列:用 ArrayDeque(推荐)或 LinkedList。

优先队列:用 PriorityQueue(堆结构)。

线程安全队列:

阻塞场景:ArrayBlockingQueue / LinkedBlockingQueue。

非阻塞高并发:ConcurrentLinkedQueue。

希望这个总结能帮你理清 Java 中的队列类型! 🚀

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