队列及其两种底层实现详解

队列是一种先进先出的数据结构，这意味着第一个进入队列的元素将第一个离开队列。队列在计算机科学中有很多应用，例如：

• 处理事件
• 管理内存
• 调度进程

在本文中，我们将通过数组和链表分别实现队列，并探讨java.util库中Queue接口的实现之一LinkedList和PriorityQueue的底层实现。

数组实现的队列

数组实现的队列是最简单的方法之一。它使用一个数组来存储队列中的元素。当一个元素进入队列时，它被添加到数组的末尾。当一个元素离开队列时，它从数组的开头删除。

数组实现的队列具有以下优点：

• 简单易懂
• 实现方便
• 访问速度快

数组实现的队列也有一些缺点：

• 数组的大小是固定的，如果队列中的元素超过了数组的大小，那么需要重新分配数组，这可能会导致性能下降。
• 数组实现的队列不能有效地利用内存空间，因为数组中可能存在很多空元素。

链表实现的队列

链表实现的队列使用一个链表来存储队列中的元素。当一个元素进入队列时，它被添加到链表的末尾。当一个元素离开队列时，它从链表的开头删除。

链表实现的队列具有以下优点：

• 链表的大小是动态的，可以根据需要自动增长或缩小。
• 链表实现的队列可以有效地利用内存空间，因为链表中不会存在空元素。

链表实现的队列也有一些缺点：

• 链表实现的队列访问速度比数组实现的队列慢。
• 链表实现的队列需要更多的内存空间。

java.util.Queue接口的实现之一LinkedList

java.util.Queue接口的实现之一LinkedList是一个双向链表。这意味着它可以在两个方向上遍历链表，这使得它比单向链表更灵活。LinkedList实现了Queue接口的所有方法，包括add、remove、peek和poll。

java.util.Queue接口的实现之一PriorityQueue

java.util.Queue接口的实现之一PriorityQueue是一个优先队列。这意味着它会根据元素的优先级对队列中的元素进行排序。PriorityQueue实现了Queue接口的所有方法，包括add、remove、peek和poll。

结论

队列是一种先进先出的数据结构，在计算机科学中有很多应用。队列可以通过数组或链表来实现。数组实现的队列简单易懂，实现方便，访问速度快。链表实现的队列大小动态，可以有效地利用内存空间。java.util.Queue接口的实现之一LinkedList是一个双向链表，它可以在两个方向上遍历链表，这使得它比单向链表更灵活。java.util.Queue接口的实现之一PriorityQueue是一个优先队列，它会根据元素的优先级对队列中的元素进行排序。