深入理解Java优先队列（PriorityQueue）

PriorityQueue 的基本特性

• 不允许插入 null 元素。
• 默认按自然顺序排序（升序），即最小元素最先出队。
• 可以传入自定义比较器（Comparator）来改变排序规则。
• 不是线程安全的。如果需要线程安全，请使用 PriorityBlockingQueue。

创建和使用 PriorityQueue

下面是一个简单的例子，展示如何创建并使用 PriorityQueue：

import java.util.PriorityQueue;public class PriorityQueueExample {    public static void main(String[] args) {        // 创建一个默认的优先队列（最小堆）        PriorityQueue<Integer> pq = new PriorityQueue<>();        // 添加元素        pq.offer(10);        pq.offer(30);        pq.offer(20);        pq.offer(5);        // 查看队首元素（不移除）        System.out.println("队首元素: " + pq.peek()); // 输出: 5        // 依次取出所有元素        while (!pq.isEmpty()) {            System.out.println(pq.poll());        }        // 输出顺序: 5, 10, 20, 30    }}

自定义排序：使用 Comparator

如果你想让优先队列按降序排列（最大值优先），可以传入一个 Comparator：

import java.util.PriorityQueue;import java.util.Comparator;public class MaxHeapExample {    public static void main(String[] args) {        // 创建最大堆：使用 reverseOrder()        PriorityQueue<Integer> maxPQ = new PriorityQueue<>(Comparator.reverseOrder());        maxPQ.offer(10);        maxPQ.offer(30);        maxPQ.offer(20);        while (!maxPQ.isEmpty()) {            System.out.println(maxPQ.poll());        }        // 输出顺序: 30, 20, 10    }}

处理自定义对象

当处理自定义类（如 Student）时，你可以让类实现 Comparable 接口，或传入 Comparator。

import java.util.PriorityQueue;class Student implements Comparable<Student> {    String name;    int score;    public Student(String name, int score) {        this.name = name;        this.score = score;    }    @Override    public int compareTo(Student other) {        // 按分数从高到低排序（高分优先）        return Integer.compare(other.score, this.score);    }    @Override    public String toString() {        return name + "(" + score + ")";    }}public class CustomObjectPQ {    public static void main(String[] args) {        PriorityQueue<Student> students = new PriorityQueue<>();        students.offer(new Student("Alice", 85));        students.offer(new Student("Bob", 92));        students.offer(new Student("Charlie", 78));        while (!students.isEmpty()) {            System.out.println(students.poll());        }        // 输出: Bob(92), Alice(85), Charlie(78)    }}

常见方法总结

结语

通过本教程，你已经掌握了 Java优先队列 的基本用法、自定义排序以及处理复杂对象的方法。无论是算法题还是实际项目开发，Java队列操作 中的 PriorityQueue 都是非常强大的工具。建议多动手练习，加深理解！

记住：熟练掌握 Java堆数据结构 是理解优先队列的关键。希望这篇 PriorityQueue教程 对你有所帮助！