Java Queue 簡介

Java集合的Queue簡介。

Queue中文稱為「佇列」或「隊列」，是一種有「順序」及「方向」的資料結構，簡單說就是排隊。現實生活隊列的應用隨處可見，例如排隊購票、排隊等公車、排隊結帳、排隊等ATM等。

例如每天下班都要在港墘站等公車。

Java的Queue介面屬於Java集合框架(Java Collections Framework)的一員，繼承Collection介面。

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|  Iterable   |
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       ^
    extends
       |
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| Collection  |
+-------------+
       ^
    extends
       |
+-------------+
|    Queue    |
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Queue除了Collection的操作方法外還有自身的插入、抽取及檢視元素的操作方法。這些操作分為兩種類型，一種失敗時拋出例外，另一種失敗時返回特定值（例如null或false）。

	拋出例外	回傳特定值
Insert 插入	add(e)	offer(e)
Remove 刪除（取出）	remove()	poll()
Examine 檢視	element()	peek()

Queue通常是先進先出(FIFO, first-in-first-out) )的資料結構，但也有例外，例如優先權隊列(Priority Queue)可能會根據元素的屬性或不同的比較方式來決定取出的順序。無論何種排序，呼叫remove()或poll()會從隊列的頭部(head)取出元素；在FIFO隊列呼叫add或offer()會從隊列的尾端(tail)插入新的元素。

                   tail            Queue            head
                  +-------------------------------------+           poll()
offer()           | +---+ +---+ +---+ +---+ +---+ +---+ |           remove()
add()   --------->| |   | |   | |   | |   | |   | |   | |--------->
                  | +---+ +---+ +---+ +---+ +---+ +---+ |           peek()
                  +-------------------------------------+           element()

offer()和add()都是從隊列尾部插入新元素。如果插入失敗（例如隊列空間滿了）offer()回傳false，add()拋出例外。

poll()和remove()都是從隊列頭部取出並移除元素。如果取出失敗（例如隊列是空的）poll()回傳null，remove()拋出例外。

peek()和element()都是從隊列頭部取出但不移除元素。如果取出失敗（例如隊列是空的）peek()回傳null，element()拋出例外。

Queue一般不允許插入null，即使某些實作可以插入null，但因null做為poll()及peek()找不到原素的反回值，null不該被插入隊列中。

Java LinkedList實作了Queue介面，所以可以做為Queue的實例如下。

import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;

public class Main {

    public static void main(String[] args) {

        Queue<String> queue = new LinkedList<>();

        queue.add("a");
        queue.offer("b");
        queue.add("c");

        System.out.println(queue); // [a, b, c]

        System.out.println(queue.poll()); // 取出並刪除a
        System.out.println(queue.peek()); // 取出b
        System.out.println(queue.remove()); // 取出並刪除b
        System.out.println(queue.element()); // 取出c

        System.out.println(queue.size()); // 1

        System.out.println(queue.poll()); // c
        System.out.println(queue.peek()); // null
        System.out.println(queue.remove()); // throw exception

    }

}

List與Queue都是有順序的集合，差別在於List能從任一位置插入或取出元素，而Queue只允許從頭部取出元素，從尾部插入元素。

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• Java Collections hierarchy diagram
• 資料結構 堆疊 Stack