Каковы возможности и применение PriorityQueue в Java?

PriorityQueue - это неколлекционная реализация очереди с приоритетом в Java. Элементы удаляются из нее в порядке их приоритета, а не в порядке вставки.

Возможности:

• Приоритет: Элементы упорядочиваются либо на основе естественного порядка (для объектов, реализующих Comparable), либо с использованием предоставленного при создании Comparator.
• Несинхронизированная: PriorityQueue не является потокобезопасной. Для многопоточного доступа следует использовать PriorityBlockingQueue.
• Динамический размер: Емкость очереди автоматически увеличивается по мере добавления элементов.
• Операции: Поддерживает базовые операции очереди (add, offer, peek, poll, remove).

Применение:

• Алгоритмы: Реализация алгоритмов, основанных на приоритете:
  • Алгоритм Дейкстры для поиска кратчайшего пути.
  • Алгоритм Прима для поиска минимального остовного дерева.
  • Планировщики задач, где задачи с более высоким приоритетом выполняются первыми.
• Поиск K наибольших/наименьших элементов: Эффективное нахождение K наибольших или наименьших элементов в коллекции.
• Симуляции: Моделирование систем, где события обрабатываются в порядке их приоритета.
• Обработка потоков данных: Обработка элементов из потока в соответствии с их приоритетом.

Пример использования:

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

public class PriorityQueueExample {

    public static void main(String[] args) {
        // Создание PriorityQueue с естественным порядком (для Integer)
        PriorityQueue<Integer> pq = new PriorityQueue<>();
        pq.add(5);
        pq.add(2);
        pq.add(8);

        System.out.println("Элементы в порядке приоритета (наименьший):");
        while (!pq.isEmpty()) {
            System.out.println(pq.poll()); // Удаляет и возвращает наименьший элемент
        }

        // Создание PriorityQueue с компаратором (обратный порядок)
        PriorityQueue<Integer> pqReverse = new PriorityQueue<>(Comparator.reverseOrder());
        pqReverse.add(5);
        pqReverse.add(2);
        pqReverse.add(8);

        System.out.println("\nЭлементы в порядке приоритета (наибольший):");
        while (!pqReverse.isEmpty()) {
            System.out.println(pqReverse.poll()); // Удаляет и возвращает наибольший элемент
        }
    }
}