JAVA のキューインターフェイス

キューインターフェイスは、 java.util パッケージ化して拡張しますコレクションインターフェース。データは、後方に要素が追加され、前方から要素が削除される順序で保存および処理されます。

主な特長

FIFO 順序: 要素は挿入された順序 (先入れ先出し) で処理されます。
ランダムアクセスなし: List 要素とは異なり、インデックスによって直接アクセスすることはできません。
複数のバリエーション: PriorityQueue Deque ArrayDeque および LinkedList の実装が含まれます。
2 つのメソッドセット: スロー例外バージョン (要素の追加) と安全なバージョン (ポーリングピークの提供)。

Javaキューインターフェースの宣言

Queue インターフェースは次のように宣言されます。

パブリックインターフェイスキューはコレクションを拡張します

Queue はインターフェイスであるため、直接インスタンス化することはできません。ここでは、このインターフェイスを実装する LinkedList や PriorityQueue などのクラスを使用できます。

列キュー = 新しいリンクリスト ();

それでは、最初に簡単な例を見てから、記事の内容を詳しく見ていきましょう。

例: LinkedList を使用した基本的なキュー

Java

    import     java.util.LinkedList  ;   import     java.util.Queue  ;   public     class   Geeks     {          public     static     void     main  (  String     args  []  )         {      // Create a Queue of Integers using LinkedList      Queue   <  Integer  >     q     =     new     LinkedList   <>  ();          System  .  out  .  println  (  'Queue elements: '     +     q  );      }   }

出力

Queue elements: []

キューはインターフェイスであるため、宣言用の具象クラスが必要です。最も一般的なクラスは次のとおりです。プルリティキューそしてリンクリストジャワでは。これらの実装はどちらもスレッドセーフではないことに注意してください。優先ブロッキングキュースレッドセーフな実装が必要な場合の代替実装の 1 つです。

キューオブジェクトの作成

キューはインターフェイスであるため、キュータイプのオブジェクトを作成することはできません。オブジェクトを作成するには、このリストを拡張するクラスが常に必要です。そして導入後もジェネリック Java 1.5 では、キューに格納できるオブジェクトのタイプを制限できます。このタイプセーフなキューは次のように定義できます。

Java

    // Obj is the type of the object to be stored in Queue   Queue   <  Obj  >     queue     =     new     PriorityQueue   <  Obj  >     ();

一般的な方法

Queue インターフェイスには、キューに要素を追加、削除、検査するためのメソッドがいくつか用意されています。最も一般的に使用される方法のいくつかを次に示します。

追加(要素) : キューの後ろに要素を追加します。キューがいっぱいの場合は例外がスローされます。
オファー(要素): 要素をキューの後ろに追加します。キューがいっぱいの場合は false を返します。
取り除く（） : キューの先頭にある要素を削除して返します。キューが空の場合は例外がスローされます。
ポーリング(): キューの先頭にある要素を削除して返します。キューが空の場合は null を返します。
要素（）： キューの先頭にある要素を削除せずに返します。キューが空の場合は例外がスローされます。
ピーク（） : キューの先頭の要素を削除せずに返します。キューが空の場合は null を返します。

例 1: この例では、基本的なキュー操作を示します。

Java

    import     java.util.LinkedList  ;   import     java.util.Queue  ;   public     class   Geeks     {      public     static     void     main  (  String  []     args  )     {      Queue   <  String  >     queue     =     new     LinkedList   <>  ();      // add elements to the queue      queue  .  add  (  'apple'  );      queue  .  add  (  'banana'  );      queue  .  add  (  'cherry'  );      System  .  out  .  println  (  'Queue: '     +     queue  );      // remove the element at the front of the queue      String     front     =     queue  .  remove  ();      System  .  out  .  println  (  'Removed element: '     +     front  );      // print the updated queue      System  .  out  .  println  (  'Queue after removal: '     +     queue  );      // add another element to the queue      queue  .  add  (  'date'  );      // peek at the element at the front of the queue      String     peeked     =     queue  .  peek  ();      System  .  out  .  println  (  'Peeked element: '     +     peeked  );      // print the updated queue      System  .  out  .  println  (  'Queue after peek: '     +     queue  );      }   }

出力

Queue: [apple banana cherry] Removed element: apple Queue after removal: [banana cherry] Peeked element: banana Queue after peek: [banana cherry date]

例 2 :

Java

    import     java.util.LinkedList  ;   import     java.util.Queue  ;   public     class   Geeks     {      public     static     void     main  (  String  []     args  ){      Queue   <  Integer  >     q     =     new     LinkedList   <>  ();      // Adds elements {0 1 2 3 4} to the queue      for     (  int     i     =     0  ;     i      <     5  ;     i  ++  )      q  .  add  (  i  );      // Display contents of the queue      System  .  out  .  println  (  'Elements of queue: '     +     q  );      // To remove the head of queue      int     removedele     =     q  .  remove  ();          System  .  out  .  println  (  'Removed element:'  +     removedele  );      System  .  out  .  println  (  q  );      // To view the head of queue      int     head     =     q  .  peek  ();      System  .  out  .  println  (  'Head of queue:'  +     head  );      // Rest all methods of collection interface like size and contains can be used with this implementation.      int     size     =     q  .  size  ();      System  .  out  .  println  (  'Size of queue:'     +     size  );      }   }

出力

Elements of queue: [0 1 2 3 4] Removed element:0 [1 2 3 4] Head of queue:1 Size of queue:4

キューインターフェイスを実装するクラス

1.優先キュー

PriorityQueue クラスを使用すると、通常のキューの通常の FIFO 順序ではなく、優先順位に基づいて要素を処理できます。要素を優先順位に従って処理する必要がある場合に便利です。このクラスを使用してキューを作成する方法は次のとおりです。

例：

Java

    import     java.util.*  ;   class   Geeks     {      public     static     void     main  (  String     args  []  ){      // Creating empty priority queue      Queue   <  Integer  >     pq     =     new     PriorityQueue   <  Integer  >  ();      // Adding items to the pQueue using add()      pq  .  add  (  10  );      pq  .  add  (  20  );      pq  .  add  (  15  );      // Printing the top element of the PriorityQueue      System  .  out  .  println  (  pq  .  peek  ());      // Printing the top element and removing it the PriorityQueue container      System  .  out  .  println  (  pq  .  poll  ());      // Printing the top element again      System  .  out  .  println  (  pq  .  peek  ());      }   }

出力

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2. リンクリスト

LinkedList は線形データ構造であり、要素が個別のオブジェクトとして格納され、各オブジェクトにはデータと次の要素へのリンクが含まれます。要素は、連続メモリに格納されていないポインタを使用して接続されます。このクラスを使用してキューを作成する方法は次のとおりです。

例：

Java

    import     java.util.*  ;   class   Geeks     {      public     static     void     main  (  String     args  []  )      {      // Creating empty LinkedList      Queue   <  Integer  >     ll     =     new     LinkedList   <  Integer  >  ();      // Adding items to the ll using add()      ll  .  add  (  10  );      ll  .  add  (  20  );      ll  .  add  (  15  );      // Printing the top element of the LinkedList      System  .  out  .  println  (  ll  .  peek  ());      // Printing the top element and removing it from the LinkedList container      System  .  out  .  println  (  ll  .  poll  ());      // Printing the top element again      System  .  out  .  println  (  ll  .  peek  ());      }   }

出力

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3.PriorityBlockingQueue

PriorityBlockingQueue は、PriorityQueue のような要素を順序付けし、ブロッキング取得をサポートする、スレッドセーフな無制限のブロッキングキューです。無制限であるため、メモリが不足すると要素の追加が失敗する可能性があります。このクラスを使用してキューを作成する方法は次のとおりです。

例：

Java

    import     java.util.concurrent.PriorityBlockingQueue  ;   import     java.util.*  ;   class   Geeks     {      public     static     void     main  (  String     args  []  )      {      // Creating empty priority blocking queue      Queue   <  Integer  >     pbq     =     new     PriorityBlockingQueue   <  Integer  >  ();      // Adding items to the pbq using add()      pbq  .  add  (  10  );      pbq  .  add  (  20  );      pbq  .  add  (  15  );      // Printing the top element of the PriorityBlockingQueue      System  .  out  .  println  (  pbq  .  peek  ());      // Printing the top element and removing it from the PriorityBlockingQueue      System  .  out  .  println  (  pbq  .  poll  ());      // Printing the top element again      System  .  out  .  println  (  pbq  .  peek  ());      }   }

出力

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PriorityQueue クラスを使用したキューインターフェイスのさまざまな操作

1. 要素の追加

キューに要素を追加するには、 add() メソッド。広告掲載オーダーは PriorityQueue には保持されません。要素は、デフォルトでは昇順の優先順位に基づいて保存されます。

例：

Java

    import     java.util.*  ;   public     class   Geeks     {      public     static     void     main  (  String     args  []  )      {      Queue   <  String  >     pq     =     new     PriorityQueue   <>  ();      pq  .  add  (  'Geeks'  );      pq  .  add  (  'For'  );      pq  .  add  (  'Geeks'  );      System  .  out  .  println  (  pq  );      }   }

出力

[For Geeks Geeks]

2. 要素の削除

キューから要素を削除するには、削除()メソッド。複数のオブジェクトがある場合は、最初に出現したオブジェクトが削除されます。の poll() メソッド ヘッドの取り外しと戻しにも使用します。

例：

Java

    import     java.util.*  ;   public     class   Geeks     {      public     static     void     main  (  String     args  []  )      {      Queue   <  String  >     pq     =     new     PriorityQueue   <>  ();      pq  .  add  (  'Geeks'  );      pq  .  add  (  'For'  );      pq  .  add  (  'Geeks'  );      System  .  out  .  println  (  'Initial Queue: '     +     pq  );      pq  .  remove  (  'Geeks'  );      System  .  out  .  println  (  'After Remove: '     +     pq  );      System  .  out  .  println  (  'Poll Method: '     +     pq  .  poll  ());      System  .  out  .  println  (  'Final Queue: '     +     pq  );      }   }

出力

Initial Queue: [For Geeks Geeks] After Remove: [For Geeks] Poll Method: For Final Queue: [Geeks]

3. キューの反復処理

キューを反復処理するには複数の方法があります。最も有名な方法は、キューを配列に変換し、 for ループ 。キューには、キューを反復処理するために使用できる組み込みイテレータもあります。

例：

Java

    import     java.util.*  ;   public     class   Geeks     {      public     static     void     main  (  String     args  []  )      {      Queue   <  String  >     pq     =     new     PriorityQueue   <>  ();      pq  .  add  (  'Geeks'  );      pq  .  add  (  'For'  );      pq  .  add  (  'Geeks'  );      Iterator     iterator     =     pq  .  iterator  ();      while     (  iterator  .  hasNext  ())     {      System  .  out  .  print  (  iterator  .  next  ()     +     ' '  );      }      }   }

出力

For Geeks Geeks

キューインターフェースのメソッド

キューの完全なメソッドリストは次のとおりです Java のインターフェースと Collection から継承するすべてのメソッドそして反復可能。

方法	説明
ブール値 add(E e)	要素を挿入します。いっぱいの場合は例外をスローします。
ブール値オファー(E e)	要素を挿入します。いっぱいの場合は false を返します。
E 削除()	ヘッドを取り外します。空の場合は例外をスローします。
E 投票 ()	ヘッドを取り外します。空の場合は null を返します。
そして要素()	頭を回収します。空の場合は例外をスローします。
E ピーク()	頭を回収します。空の場合は null を返します。
ブール値 addAll(コレクション c)	別のコレクションからすべての要素を追加します。
ボイドクリア()	すべての要素を削除します。
ブール値には (オブジェクト o) が含まれます	要素が存在するかどうかを確認します。
ブール値 containsAll(コレクション c)	すべての要素が存在するかどうかを確認します。
ブール値等しい(オブジェクト o)	別のコレクションと比較します。
int ハッシュコード()	ハッシュコードを返します。
ブール値 isEmpty()	コレクションが空かどうかを確認します。
イテレーターイテレータ()	要素のイテレータを返します。
ブール値の削除(オブジェクトo)	特定の要素を削除します。
ブール値removeAll(コレクション c)	一致する要素をすべて削除します。
ブール値保持All(コレクション c)	指定された要素のみを保持します。
int サイズ()	要素の数を返します。
オブジェクト[] toArray()	要素を配列として返します。
T[] toArray(T[] a)	要素を型付き配列として返します。
デフォルト void forEach(Consumer アクション）	要素ごとにアクションを実行します。
デフォルト void forEach(Consumer アクション）	要素ごとにアクションを実行します。
デフォルトのスプリッテレータスプリッテレータ()	スプリッテレータを返します。
デフォルトのストリームストリーム（）	順次ストリームを返します。
デフォルトのストリームパラレルストリーム()	並列ストリームを返します。