PriorityQueue的秘密：堆结构的高效应用与实现原理
介绍优先级队列的作用是能保证每次取出的元素都是队列中权值最小(或最大)的。这里元素大小的评判可以通过元素本身的自然顺序(natural ordering)，也可以通过构造时传入的比较器(Comparator)。
Java中PriorityQueue实现了Queue接口，不允许放入null元素；其通过堆实现，具体说是通过完全二叉树(complete binary tree)实现的小顶堆(任意一个非叶子节点的权值，都不大于其左右子节点的权值)，也就意味着可以通过数组来作为PriorityQueue的底层实现。
方法剖析
add()和offer()
add(E e)和offer(E e)的语义相同，都是向优先队列中插入元素，只是Queue接口规定二者对插入失败时的处理不同，前者在插入失败时抛出异常，后则则会返回false。对于PriorityQueue这两个方法其实没什么差别。
新加入的元素可能会破坏小顶堆的性质，因此需要进行必要的调整。
//offer(E e)
public boolean offer(E e) {
if (e == null)//不允许放入null元素
throw new NullPointerException();
modCount++;
int i = size;
if (i >= queue.length)
grow(i + 1);//自动扩容
size = i + 1;
if (i == 0)//队列原来为空，这是插入的第一个元素
queue = e;
else
siftUp(i, e);//调整
return true;
}这里扩容函数 grow() 类似于 ArrayList 里的 grow() 函数，就是再申请一个更大的数组，并将原数组的元素复制过去。需要注意的是siftUp(int k, E x)方法，该方法用于插入元素x并维持堆的特性。
//siftUp()
private void siftUp(int k, E x) {
while (k > 0) {
int parent = (k - 1) >>> 1;//parentNo = (nodeNo-1)/2
Object e = queue;
if (comparator.compare(x, (E) e) >= 0)//调用比较器的比较方法
break;
queue = e;
k = parent;
}
queue = x;
}新加入的元素x可能会破坏小顶堆的性质，因此需要进行调整。调整的过程为:
从k指定的位置开始，将x逐层与当前点的parent进行比较并交换，直到满足x >= queue为止。注意这里的比较可以是元素的自然顺序，也可以是依靠比较器的顺序。
element()和peek()
element()和peek()的语义完全相同，都是获取但不删除队首元素，也就是队列中权值最小的那个元素，二者唯一的区别是当方法失败时前者抛出异常，后者返回null。根据小顶堆的性质，堆顶那个元素就是全局最小的那个；由于堆用数组表示，根据下标关系，0下标处的那个元素既是堆顶元素。所以直接返回数组0下标处的那个元素即可。
//peek()
public E peek() {
if (size == 0)
return null;
return (E) queue;//0下标处的那个元素就是最小的那个
}remove()和poll()
remove()和poll()方法的语义也完全相同，都是获取并删除队首元素，区别是当方法失败时前者抛出异常，后者返回null。由于删除操作会改变队列的结构，为维护小顶堆的性质，需要进行必要的调整。
public E poll() {
if (size == 0)
return null;
int s = --size;
modCount++;
E result = (E) queue;//0下标处的那个元素就是最小的那个
E x = (E) queue;
queue = null;
if (s != 0)
siftDown(0, x);//调整
return result;
}上述代码首先记录0下标处的元素，并用最后一个元素替换0下标位置的元素，之后调用siftDown()方法对堆进行调整，最后返回原来0下标处的那个元素(也就是最小的那个元素)。重点是siftDown(int k, E x)方法，该方法的作用是从k指定的位置开始，将x逐层向下与当前点的左右孩子中较小的那个交换，直到x小于或等于左右孩子中的任何一个为止。
//siftDown()private void siftDown(int k, E x) { int half = size >>> 1; while (k < half) { //首先找到左右孩子中较小的那个，记录到c里，并用child记录其下标 int child = (k0) c = queue; if (comparator.compare(x, (E) c) 谢谢分享，试用一下 不错，里面软件多更新就更好了 谢谢分享，试用一下 热心回复！ 这个有用。 感谢，下载保存了 过来提前占个楼 收藏一下 不知道什么时候能用到 喜欢鼓捣这些软件，现在用得少，谢谢分享！ 谢谢分享，辛苦了 yyds。多谢分享 谢谢楼主提供！ 分享、互助 让互联网精神温暖你我 这个有用。 前排留名，哈哈哈 感谢分享 新版吗？好像是停更了吧。 谢谢分享，辛苦了 懂技术并乐意极积无私分享的人越来越少。珍惜
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