為什麼 Java 的 PriorityQueue `toString` 方法不反映比較器定義的元素順序？

PriorityQueue 的toString 方法如何誤導元素順序解釋

在Java 中，PriorityQueue 資料結構維護一個二進位堆，根據分配的元素對元素進行優先排序比較策略。此策略通常透過自訂比較器來實現，如提供的程式碼片段所示。然而，在檢查 PriorityQueue 的 toString 方法的輸出時，對元素順序有一個常見的誤解。

toString 方法旨在提供 PriorityQueue 內容的文字表示。但是，它不會隱式強制執行比較器定義的優先排序。相反，它只是顯示堆中當前位置的元素，這可能與預期的排序順序不一致。

在給定的範例中，PriorityQueue 使用自訂比較器進行初始化，以對頻率值進行優先排序。您希望輸出反映此順序，首先列出頻率較低的元素。然而，toString 方法的輸出顯示了錯誤的順序，顯然與預期的優先順序相矛盾。

這種差異的原因源自於二進位堆的內部結構。雖然它保持部分排序​​，但元素在從堆中刪除之前不會完全排序。 toString 方法直接從堆中檢索元素，而不執行此排序，從而得到觀察到的輸出。

要解決此問題並獲得正確的排序順序，需要透過以下方式從 PriorityQueue 中逐一提取元素一。 poll() 方法執行此操作，從堆中刪除一個元素並將其傳回。透過使用 poll() 迭代 PriorityQueue 並列印傳回的元素，您可以獲得預期的排序順序。

因此，按排序順序列印元素的正確代碼是：

<code class="java">while (!queue.isEmpty()) {
   System.out.println(queue.poll());
}</code>

這將按比較器定義的頻率升序列印元素。

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