Queue接口

Queue

是在处理之前保存元素的集合，除了基本的

Collection

操作外，队列还提供额外的插入、删除和检查操作，

Queue

接口如下。

public interface Queue<E> extends Collection<E> {
    E element();
    boolean offer(E e);
    E peek();
    E poll();
    E remove();
}

每个

Queue

方法都有两种形式：（1）如果操作失败则抛出异常，（2）如果操作失败，则返回特殊值（

null

或

false

，具体取决于操作），接口的常规结构如下表所示。

队列通常（但不一定）以FIFO（先进先出）方式对元素进行排序，优先级队列除外，它们根据元素的值对元素进行排序 — 有关详细信息，请参阅“对象排序”部分。无论使用什么排序，队列的头部都是通过调用

remove

或

poll

移除的元素。在FIFO队列中，所有新元素都插入队列的尾部，其他类型的队列可能使用不同的放置规则，每个

Queue

实现都必须指定其排序属性。


Queue

实现可以限制它所拥有的元素数量，这样的队列被称为有界，

java.util.concurrent

中的某些

Queue

实现是有界的，但

java.util

中的实现不是。


Queue

从

Collection

继承的

add

方法插入一个元素，除非它违反了队列的容量限制，在这种情况下它会抛出

IllegalStateException

。

offer

方法，仅用于有界队列，与

add

不同之处仅在于它通过返回

false

来表示插入元素失败。


remove

和

poll

方法都移除并返回队列的头部，确切地移除哪个元素是队列的排序策略的函数，仅当队列为空时，

remove

和

poll

方法的行为才有所不同，在这些情况下，

remove

抛出

NoSuchElementException

，而

poll

返回

null

。


element

和

peek

方法返回但不移除队列的头部，它们之间的差异与

remove

和

poll

的方式完全相同：如果队列为空，则

element

抛出

NoSuchElementException

，而

peek

返回

null

。

队列实现通常不允许插入

null

元素，为实现

Queue

而进行了改进的

LinkedList

实现是一个例外，由于历史原因，它允许

null

元素，但是你应该避免利用它，因为

null

被

poll

和

peek

方法用作特殊的返回值。

队列实现通常不定义

equals

和

hashCode

方法的基于元素的版本，而是从

Object

继承基于标识的版本。


Queue

接口不定义阻塞队列方法，这在并发编程中很常见，这些等待元素出现或空间可用的方法在

java.util.concurrent.BlockingQueue

接口中定义，该接口扩展了

Queue

。

在以下示例程序中，队列用于实现倒数计时器，队列预先加载了从命令行上指定的数字到0的所有整数值，按降序排列，然后，从队列中删除值并以一秒的间隔打印。该程序是人为的，因为在不使用队列的情况下执行相同的操作会更自然，但它说明了在后续处理之前使用队列来存储元素。

import java.util.*;

public class Countdown {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        int time = Integer.parseInt(args[0]);
        Queue<Integer> queue = new LinkedList<Integer>();

        for (int i = time; i >= 0; i--)
            queue.add(i);

        while (!queue.isEmpty()) {
            System.out.println(queue.remove());
            Thread.sleep(1000);
        }
    }
}

在以下示例中，优先级队列用于对元素集合进行排序，同样，这个程序是人为的，因为没有理由使用它来支持集合中提供的排序方法，但它说明了优先级队列的行为。

static <E> List<E> heapSort(Collection<E> c) {
    Queue<E> queue = new PriorityQueue<E>(c);
    List<E> result = new ArrayList<E>();

    while (!queue.isEmpty())
        result.add(queue.remove());

    return result;
}