Java-优先队列详解

一、优先队列的实现

优先队列的实现中，我们可以选择堆数据结构，最大优先队列可以选用大堆，最小优先队列可以选用小堆来实现，堆就是如下图的二叉树。下面以最小优先队列来讲解其原理。最小优先队列一般包括将一个元素插入到集合S中、返回集合S中具有最小key的元素、返回并删除集合S中具有最小key的元素等。

插入操作

插入操作是将一个元素插入到集合S中，首先把该元素放入所有元素的下一位置，然后执行“上浮”操作，如下图示例(注意，下图示例是小堆，图片来自深入理解Java PriorityQueue)

移除操作

优先队列中，在队列非空情况下移除集合中第一个元素，也就是下标为0的元素，然后将集合中最后一个元素移到下标为0位置，在将下标为0的新元素执行“下沉”操作。如下图示例(注意，不过原理是一样的，图片来自深入理解Java PriorityQueue)

活学活用：
一道算法题：

题目描述：
对于一个数组，寻找其前K个最小的元素

---

import java.util.Comparator;
import java.util.PriorityQueue;

class Solution {
    
    

    public void getLeastNumbers(int[] arr, int k) {
    
    
        int[] num = new int[k];

        //Queue<Integer> queue = new PriorityQueue<>((v1, v2) -> v2 - v1);
        PriorityQueue<Integer> queue = new PriorityQueue<>(k, new Comparator<Integer>() {
    
    
            @Override
            public int compare(Integer t1, Integer t2) {
    
    
                return t2 - t1;
            }//大根堆
        });
        for (int value : arr) {
    
    
            if (queue.size() < k)
                queue.offer(value);
            else {
    
    
                if (value < queue.peek()) {
    
    
                    queue.poll();
                    queue.offer(value);
                }
            }
        }
        for (int i = 0; i < k; i ++){
    
    
            num[i] = queue.poll();
        }
        for(int i=0;i<k;i++)
            System.out.print(num[i]+" ");
        //return num;
    }

    public static void main(String[] args) {
    
    
        Solution s=new Solution();
        int []arr={
    
    4,5,1,6,2,7,3,8};
        int k=4;
        s.getLeastNumbers(arr,4);
    }
}

返回结果：4 3 2 1