Java中的 PriorityBlockingQueue 比较器()方法

Java中的PriorityBlockingQueue是一种特殊类型的队列，它可以根据比较器对元素进行排序。PriorityBlockingQueue允许我们使用自定义的比较器对元素进行排序，这使得我们可以针对具体应用场景定制队列的行为。

基本概念

PriorityBlockingQueue是一个无界队列，它基于堆排序算法实现。队列中的元素都必须实现Comparable接口或是在构造时指定Comparator比较器，否则在插入元素时会报ClassCastException异常。

PriorityBlockingQueue插入一个元素的时间复杂度为O(log(N))，N是队列的大小。队列中的元素保证是有序的，如果两个元素a和b，a.compareTo(b)为负数，则a排在b的前面。

PriorityBlockingQueue在多线程环境中使用时是线程安全的，在多线程环境中同时使用add()和take()可以提供阻塞队列的特性。

比较器的使用

PriorityBlockingQueue的比较器是通过构造函数指定的，也可以使用默认的比较器。对于自定义的比较器，有两种实现方式：

实现Comparable接口

实现Comparable接口意味着元素本身就有一种排序规则，如果没有特殊需求，可以使用这种方式。

public class User implements Comparable<User> {
    private String name;
    private Integer age;

    @Override
    public int compareTo(User o) {
        return this.age - o.age;
    }

    // getter和setter方法
}

在这个例子中，我们想按年龄从小到大排列User对象，因此我们实现了compareTo方法，该方法返回整数值，指定了User对象的排序规则。

实现Comparator接口

实现Comparator接口意味着可以定义多种排序规则，可以根据具体场景选择性地使用。

public class UserComparator implements Comparator<User> {
    @Override
    public int compare(User o1, User o2) {
        return o1.getAge() - o2.getAge();
    }
}

这个例子中，我们想按年龄从小到大对User对象进行排序。因此我们实现了compare方法，并将其传递给PriorityBlockingQueue的构造函数。

PriorityBlockingQueue<User> queue = new PriorityBlockingQueue<>(new UserComparator());

这条语句创建了一个PriorityBlockingQueue对象，并使用UserComarator规则进行排序。

使用案例

一个基于PriorityBlockingQueue实现的TODO任务列表

public class Task implements Comparable<Task> {
    private String title;
    private int priority;

    public Task(String title, int priority) {
        this.title = title;
        this.priority = priority;
    }

    @Override
    public int compareTo(Task o) {
        return this.priority - o.priority;
    }

    // getter和setter方法
}

public class TODOList {
    private PriorityBlockingQueue<Task> queue = new PriorityBlockingQueue<>();

    public boolean addTask(Task task) {
        return queue.add(task);
    }

    public Task getNextTask() {
        return queue.poll();
    }
}

在这个例子中，我们定义了Task对象，并实现了compareTo方法，规定了Task对象的排序规则。Task对象包含任务标题(title)和优先级(priority)属性。

在TODOList类中，我们使用PriorityBlockingQueue作为任务列表，每次增加任务使用addTask方法，获取下一个任务时使用getNextTask方法。

这种实现方式可以根据任务的优先级高低自动进行排序，非常方便实用。

结论

使用PriorityBlockingQueue和比较器可以方便地实现数据结构的排序，并且可以适应不同的场景实现不同的排序规则。由于PriorityBlockingQueue是线程安全的，在多线程环境中使用时非常方便。