深入分析Java中的PriorityQueue底层实现与源码

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本文分享自华为云社区《滚雪球学Java(70):深入理解Java中的PriorityQueue底层实现与源码分析》,作者: bug菌。
  1. 环境说明:Windows 10 + IntelliJ IDEA 2021.3.2 + Jdk 1.8
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前言

PriorityQueue是Java中一个非经常用的数据结构,它可以实现基于优先级的排序,常用于任务调度、变乱处理等场景。本文将深入探讨Java中PriorityQueue的底层实现与源码分析,帮助读者更好地理解PriorityQueue的内部原理。
择要

本文将从PriorityQueue的定义、特性入手,逐步分析其底层实现、源码解析以及应用场景案例、优缺点分析等方面,全面深入地理解PriorityQueue。
PriorityQueue

概述

PriorityQueue的定义与特性

在Java中,PriorityQueue是一个优先级队列,它是基于数组实现的,但是其中的元素不是按照插入顺序排列,而是按照元素的优先级进行排序。你可以将任意类型的对象插入PriorityQueue中,并且PriorityQueue会按照元素的天然顺序或者你本身定义的优先级顺序进行排序。
PriorityQueue是一个无界队列,即队列的容量可以无限扩充。它是线程不安全的,不支持null元素。默认情况下,PriorityQueue是天然排序,也就是小根堆,也可以通过Comparator接口来指定元素的排序方式。
PriorityQueue的底层实现

PriorityQueue是基于数组实现的,它的底层数据结构是一个小根堆。小根堆是一种完全二叉树,满足一个性子,即每个节点的值都小于或等于它的左右子节点的值。
在PriorityQueue中,数组的第一个元素是堆顶,也就是优先级最高的元素。每次插入一个元素时,PriorityQueue会先将元素添加到数组末尾,然后通过上浮操作来维护小根堆的性子。每次删除堆顶元素时,PriorityQueue会先将数组末尾元素移动到堆顶,然后通过下沉操作来维护小根堆的性子。
源代码解析

PriorityQueue的构造函数

[code]    public PriorityQueue() {        this(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY, null);    }    public PriorityQueue(int initialCapacity) {        this(initialCapacity, null);    }    public PriorityQueue(Comparator
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