Java中关于优先队列PriorityQueue的使用及相关方法
作者：你的代码没bug
Java中优先队列PriorityQueue的使用
简单使用
PriorityQueue<Integer> p = new PriorityQueue<>();
优先级队列从队头取元素，从队尾添加元素。
默认情况下，队列中的数据是升序排序。
PriorityQueue<Integer> p = new PriorityQueue<>();
p.offer(5);
p.offer(1);
p.offer(3);
p.offer(6);
p.offer(8);
while(!p.isEmpty()) {
System.out.println(p.poll());
}运行结果：
1
3
5
6
8
方法
和队列的方法基本一样
自定义排序规则
以下代码改变排序规则，从大到小：
PriorityQueue<Integer> queue=new PriorityQueue<>((o1,o2)->o2-o1); PriorityQueue<Integer> queue= new PriorityQueue<>(Comparator.reverseOrder());
根据HashMap的value值对HashMap的键值对排序
public static void main(String[] args) {
HashMap<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
map.put(1, 2);
map.put(3, 4);
map.put(5, 6);
Set<Map.Entry<Integer, Integer>> entries = map.entrySet();//获取键值对
//自定义优先队列的排序规则，队列内存放的数据类型是键值对
//o1，o2都是键值对这样的对象
PriorityQueue<Map.Entry<Integer, Integer>> queue = new PriorityQueue<>((o1, o2) -> {
return o1.getValue() - o2.getValue();//根据值升序排序
});
for (Map.Entry<Integer, Integer> entry : entries) {
queue.offer(entry);//将键值对放到优先队列中
}
while(!queue.isEmpty()) {
System.out.println(queue.poll().getValue());
}
}运行结果：
2
4
6
优先队列PriorityQueue (大根堆/小根堆/TopK问题)
PriorityQueue是从JDK1.5开始提供的新的数据结构接口，它是一种基于优先级堆的极大优先级队列。优先级队列是不同于先进先出队列的另一种队列。每次从队列中取出的是具有最高优先权的元素。
默认情况下，PriorityQueue是小顶堆，如代码所示
public static void main(String[] args) {
PriorityQueue<Integer> queue = new PriorityQueue<>();
queue.offer(1);
queue.offer(2);
queue.offer(3);
queue.offer(4);
queue.offer(5);
queue.offer(6);
while (!queue.isEmpty()){
System.out.print(queue.poll() + " ");
}
}输出结果：
我们也可以通过以下方式来构造大顶堆：
public static void main(String[] args) {
PriorityQueue<Integer> queue = new PriorityQueue<>((o1,o2) -> o2 - o1);//降序
queue.offer(1);
queue.offer(2);
queue.offer(3);
queue.offer(4);
queue.offer(5);
queue.offer(6);
while (!queue.isEmpty()){
System.out.print(queue.poll() + " ");
}
}输出结果：
Top K问题，力扣347和力扣692：
力扣347：给你一个整数数组 nums 和一个整数 k ，请你返回其中出现频率前 k 高的元素。你可以按 任意顺序 返回答案。
示例：
输入: nums = [1,1,1,2,2,3], k = 2
输出: [1,2]
代码如下：注意构造小顶堆的时候(o1,o2)-> o1.getValue() - o2.getValue() 不能省略。
public int[] topKFrequent(int[] nums, int k) {
//key为元素值，value为出现频率
HashMap<Integer,Integer> map = new HashMap<>();
PriorityQueue<Map.Entry<Integer, Integer>> queue
= new PriorityQueue<>((o1,o2)-> o1.getValue() - o2.getValue());
int[] res = new int[k];
for (int num : nums) {
map.put(num,map.getOrDefault(num,0) + 1);
}
Set<Map.Entry<Integer, Integer>> entries = map.entrySet();
for (Map.Entry<Integer, Integer> entry : entries) {
queue.offer(entry);
if(queue.size() > k){
queue.poll();
}
}
//留下的都是出现频率最高的
for(int i = 0; i < k; i++){
Map.Entry<Integer, Integer> poll = queue.poll();
res[i] = poll.getKey();
}
return res;力扣692：给定一个单词列表 words 和一个整数 k ，返回前 k 个出现次数最多的单词。返回的答案应该按单词出现频率由高到低排序。如果不同的单词有相同出现频率， 按字典顺序排序。
示例：
输入: words = ["i", "love", "leetcode", "i", "love", "coding"], k = 2
输出: ["i", "love"]
解析: "i" 和 "love" 为出现次数最多的两个单词，均为2次。注意，按字母顺序 "i" 在 "love" 之前。
这题比上题难一点，因为当两个单词出现次数一致时还要考虑按字典序排序，其次是答案需要从高到底排序，这里主要体现在优先队列PriorityQueue的构造上。
代码如下：
public List<String> topKFrequent(String[] words, int k) {
List<String> res = new ArrayList<>();
//key为元素，value为出现频率
HashMap<String,Integer> map = new HashMap<>();
for (String word : words) {
map.put(word,map.getOrDefault(word,0) + 1);
}
PriorityQueue<Map.Entry<String,Integer>> queue = new PriorityQueue<>(
((o1, o2) -> {
if(o1.getValue() == o2.getValue()){
return o2.getKey().compareTo(o1.getKey());
}
return o1.getValue() - o2.getValue();
})
);
Set<Map.Entry<String, Integer>> entries = map.entrySet();
for (Map.Entry<String, Integer> entry : entries) {
queue.offer(entry);
if(queue.size() > k){
queue.poll();
}
}
for(int i = 0; i < k; i++){
res.add(queue.poll().getKey());
}
Collections.reverse(res);
return res;
}注意o2.getKey().compareTo(o1.getKey())是按字典倒序，为什么要这么做呢，是因为我们这里用到小顶堆，所以每次poll出来的都是最小频率元素，最后需要reverse一下，为了配合这个，所以我们构造优先队列的时候采用字典倒序。
总结
以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持脚本之家。