Java集合——10.使用Queue

目录

• Java中Queue队列
  • Queue的常用操作
    • 方法解析
  • Queue的实现类与使用场景
  • 总结

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Java中Queue队列

在Java集合框架中，Queue（队列）是一种遵循先进先出（FIFO，First In First Out） 原则的有序集合。它与List的最大区别在于操作的限制性：List允许在任意位置添加或删除元素，而Queue仅支持在队尾添加元素、从队首获取元素。

Queue的常用操作

Queue接口定义了一套规范的操作方法，可分为两类：操作失败时抛出异常和操作失败时返回特定值。

操作类型	抛出异常的方法	返回false或null的方法
向队尾添加元素	add(E e)	boolean offer(E e)
从队首获取并删除元素	E remove()	E poll()
从队首获取但不删除元素	E element()	E peek()
获取队列长度	int size()	-

方法解析

1. 添加元素

   • add(E e)：当队列有容量限制且已满时，会抛出IllegalStateException；
   • offer(E e)：添加失败时返回false（如队列已满），更适合处理可能失败的场景。

   示例：

   Queue<String> queue = new LinkedList<>();
   // 使用add()添加元素（可能抛异常）
   try {
       queue.add("任务1");
       System.out.println("添加成功");
   } catch (IllegalStateException e) {
       System.out.println("添加失败：队列已满");
   }
   
   // 使用offer()添加元素（返回布尔值）
   if (queue.offer("任务2")) {
       System.out.println("添加成功");
   } else {
       System.out.println("添加失败：队列已满");
   }
   

2. 获取并删除元素

   • remove()：当队列为空时，抛出NoSuchElementException；
   • poll()：当队列为空时，返回null，需注意避免向队列中添加null元素，否则无法区分“空队列”和“元素为null”。

   示例：

   // 使用remove()获取元素（可能抛异常）
   try {
       String task = queue.remove();
       System.out.println("处理任务：" + task);
   } catch (NoSuchElementException e) {
       System.out.println("获取失败：队列为空");
   }
   
   // 使用poll()获取元素（返回null表示失败）
   String nextTask = queue.poll();
   if (nextTask != null) {
       System.out.println("处理任务：" + nextTask);
   } else {
       System.out.println("获取失败：队列为空");
   }
   

3. 获取但不删除元素

   • element()：队列为空时抛出NoSuchElementException；
   • peek()：队列为空时返回null，常用于查看队首元素而不改变队列状态。

   示例：

   // 查看队首元素（不删除）
   System.out.println("当前队首任务：" + queue.peek()); // 多次调用结果相同
   

Queue的实现类与使用场景

Queue是接口，需通过具体实现类使用，最常用的是LinkedList（同时实现了List和Queue接口）。使用时应遵循“面向抽象编程”原则，声明为Queue类型以明确用途：

// 声明为Queue类型，强调队列特性
Queue<String> queue = new LinkedList<>();

总结

1. 避免添加null元素：poll()和peek()返回null时，无法区分“队列为空”和“元素是null”，可能导致逻辑错误；
2. 选择合适的方法：优先使用offer()、poll()、peek()，它们通过返回值而非异常处理失败，更适合大多数场景；
3. 明确实现类特性：不同Queue实现类（如LinkedList、ArrayBlockingQueue）有不同特性（如是否有容量限制），需根据需求选择。