Java的堆疊和佇列實例分析
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- 2023-05-10 16:40:151347瀏覽
堆疊
package com.yuzhenc.collection;
import java.util.Stack;
/**
* @author: yuzhenc
* @date: 2022-03-20 15:41:36
* @desc: com.yuzhenc.collection
* @version: 1.0
*/
public class Test26 {
public static void main(String[] args) {
Stack<String> stack = new Stack<>();
stack.add("A");
stack.add("B");
stack.add("C");
stack.add("D");
System.out.println(stack);//[A, B, C, D]
//判断栈是否为空
System.out.println(stack.empty());//false
//查看栈顶元素，不会移除
System.out.println(stack.peek());//D
System.out.println(stack);//[A, B, C, D]
//查看栈顶元素，并且移除，即出栈（先进后出）
System.out.println(stack.pop());//D
System.out.println(stack);//[A, B, C]
//入栈，和add方法执行的功能一样，就是返回值不同
System.out.println(stack.push("E"));//返回入栈的元素 E
System.out.println(stack);//[A, B, C, E]
}
}佇列
#阻塞佇列
ArrayBlockingQueue： 不支援讀寫同時操作，底層基於數組的；LinkedBlockingQueue：支援讀寫同時操作，並發情況下，效率高，底層基於鍊錶;
package com.yuzhenc.collection;
import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/**
* @author: yuzhenc
* @date: 2022-03-20 16:00:22
* @desc: com.yuzhenc.collection
* @version: 1.0
*/
public class Test27 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
ArrayBlockingQueue<String> arrayBlockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(3);
//添加元素
//不可以添加null，报空指针异常
//arrayBlockingQueue.add(null);
//arrayBlockingQueue.offer(null);
//arrayBlockingQueue.put(null);
//正常添加元素
System.out.println(arrayBlockingQueue.add("Lili"));//true
System.out.println(arrayBlockingQueue.offer("Amy"));//true
arrayBlockingQueue.put("Nana");//无返回值
//队列满的情况下添加元素
//arrayBlockingQueue.add("Sam");//报非法的状态异常
//设置最大注阻塞时间，如果时间到了队列还是满的，就不再阻塞了
arrayBlockingQueue.offer("Daming", 3,TimeUnit.SECONDS);
System.out.println(arrayBlockingQueue);//[Lili, Amy, Nana]
//真正阻塞的方法，如果队列一直是满的，就一直阻塞
//arrayBlockingQueue.put("Lingling");//运行到这永远走不下去了，阻塞了
//获取元素
//获取队首元素不移除
System.out.println(arrayBlockingQueue.peek());//Lili
//出队，获取队首元素并且移除
System.out.println(arrayBlockingQueue.poll());//Lili
System.out.println(arrayBlockingQueue);//[Amy, Nana]
//获取队首元素，并且移除
System.out.println(arrayBlockingQueue.take());//Amy
System.out.println(arrayBlockingQueue);//[Nana]
//清空元素
arrayBlockingQueue.clear();
System.out.println(arrayBlockingQueue);//[]
System.out.println(arrayBlockingQueue.peek());
System.out.println(arrayBlockingQueue.poll());
//设置阻塞事件，如果队列为空，返回null，时间到了以后就不阻塞了
System.out.println(arrayBlockingQueue.poll(2,TimeUnit.SECONDS));
//真正的阻塞，队列为空
//System.out.println(arrayBlockingQueue.take());//执行到这里走不下去了
}
}SynchronousQueue：方便且有效率地進行執行緒間資料的傳送，不會產生佇列中資料爭搶問題；
package com.yuzhenc.collection;
import java.util.concurrent.SynchronousQueue;
/**
* @author: yuzhenc
* @date: 2022-03-20 21:06:47
* @desc: com.yuzhenc.collection
* @version: 1.0
*/
public class Test28 {
public static void main(String[] args) {
SynchronousQueue sq = new SynchronousQueue();
//创建一个线程，取数据：
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
while(true){
try {
System.out.println(sq.take());
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}).start();
//搞一个线程，往里面放数据：
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
sq.put("aaa");
sq.put("bbb");
sq.put("ccc");
sq.put("ddd");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}).start();
}
}PriorityBlockingQueue：帶有優先權的阻塞佇列；無界的佇列，沒有長度限制，但是在你不指定長度的時候，預設初始長度為11，也可以手動指定，當然隨著資料不斷的加入，底層（底層是數組Object[]）會自動擴容，直到記憶體全部消耗殆盡了，導致OutOfMemoryError記憶體溢位程式才會結束；
不可以放入null元素的，不允許放入不可比較的物件（導致拋
ClassCastException），物件必須實作內部比較器或外部比較器；
package com.yuzhenc.collection;
import java.util.concurrent.PriorityBlockingQueue;
/**
* @author: yuzhenc
* @date: 2022-03-20 21:16:56
* @desc: com.yuzhenc.collection
* @version: 1.0
*/
public class Test29 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
PriorityBlockingQueue<Human> priorityBlockingQueue = new PriorityBlockingQueue<>();
priorityBlockingQueue.put(new Human("Lili",25));
priorityBlockingQueue.put(new Human("Nana",18));
priorityBlockingQueue.put(new Human("Amy",38));
priorityBlockingQueue.put(new Human("Sum",9));
//没有按优先级排列
System.out.println(priorityBlockingQueue);//[Human{name='Sum', age=9}, Human{name='Nana', age=18}, Human{name='Amy', age=38}, Human{name='Lili', age=25}]
//出列的时候按优先级出列
System.out.println(priorityBlockingQueue.take());//Human{name='Sum', age=9}
System.out.println(priorityBlockingQueue.take());//Human{name='Nana', age=18}
System.out.println(priorityBlockingQueue.take());//Human{name='Lili', age=25}
System.out.println(priorityBlockingQueue.take());//Human{name='Amy', age=38}
}
}
class Human implements Comparable <Human> {
String name;
int age;
public Human() {}
public Human(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
@Override
public String toString() {
return "Human{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
'}';
}
@Override
public int compareTo(Human o) {
return this.age-o.age;
}DelayQueue：DelayQueue是一個無界的BlockingQueue，用於放置實現了Delayed介面的對象，其中的物件只能在其到期時才能從佇列中取走；當生產者執行緒呼叫put之類的方法加入元素時，會觸發Delayed介面中的compareTo方法進行排序，也就是說佇列中元素的順序是按到期時間排序的，而非它們進入佇列的順序。排在佇列頭部的元素是最早到期的，越往後到期時間越晚；
#消費者執行緒查看佇列頭部的元素，注意是查看不是取出。然後呼叫元素的getDelay方法，如果此方法傳回的值小０或等於０，則消費者執行緒會從佇列中取出此元素，並進行處理。如果getDelay方法傳回的值大於0，則消費者執行緒wait傳回的時間值後，再從佇列頭部取出元素，此時元素應該已經到期；
- ##不能將null元素放置到這種佇列中；
- DelayQueue能做什麼
- 淘寶訂單業務:下單之後如果三十分鐘之內沒有付款就自動取消訂單；
- 餓了嗎訂餐通知:下單成功後60s之後給用戶發送簡訊通知；
- 關閉空閒連線。伺服器中，有許多客戶端的連接，空閒一段時間之後需要關閉之；
- 快取。快取中的對象，超過了空閒時間，需要從快取中移出；
- 任務逾時處理。在網路協定滑動視窗請求應答式互動時，處理逾時未回應的請求等；
package com.yuzhenc.collection;
import java.util.concurrent.DelayQueue;
import java.util.concurrent.Delayed;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/**
* @author: yuzhenc
* @date: 2022-03-20 21:43:32
* @desc: com.yuzhenc.collection
* @version: 1.0
*/
public class Test30 {
//创建一个队列：
DelayQueue<User> dq = new DelayQueue<>();
//登录游戏：
public void login(User user){
dq.add(user);
System.out.println("用户：[" + user.getId() +"],[" + user.getName() + "]已经登录，预计下机时间为：" + user.getEndTime() );
}
//时间到，退出游戏，队列中移除：
public void logout(){
//打印队列中剩余的人：
System.out.println(dq);
try {
User user = dq.take();
System.out.println("用户：[" + user.getId() +"],[" + user.getName() + "]上机时间到，自动退出游戏");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
//获取在线人数：
public int onlineSize(){
return dq.size();
}
//这是main方法，程序的入口
public static void main(String[] args) {
//创建测试类对象：
Test30 test = new Test30();
//添加登录的用户：
test.login(new User(1,"张三",System.currentTimeMillis()+5000));
test.login(new User(2,"李四",System.currentTimeMillis()+2000));
test.login(new User(3,"王五",System.currentTimeMillis()+10000));
//一直监控
while(true){
//到期的话，就自动下线：
test.logout();
//队列中元素都被移除了的话，那么停止监控，停止程序即可
if(test.onlineSize() == 0){
break;
}
}
}
}
class User implements Delayed {
private int id;//用户id
private String name;//用户名字
private long endTime;//结束时间
public int getId() {
return id;
}
public void setId(int id) {
this.id = id;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public long getEndTime() {
return endTime;
}
public void setEndTime(long endTime) {
this.endTime = endTime;
}
public User(int id, String name, long endTime) {
this.id = id;
this.name = name;
this.endTime = endTime;
}
//只包装用户名字就可以
@Override
public String toString() {
return "User{" +
"name='" + name + '\'' +
'}';
}
@Override
public long getDelay(TimeUnit unit) {
//计算剩余时间 剩余时间小于0 <=0 证明已经到期
return this.getEndTime() - System.currentTimeMillis();
}
@Override
public int compareTo(Delayed o) {
//队列中数据 到期时间的比较
User other = (User)o;
return ((Long)(this.getEndTime())).compareTo((Long)(other.getEndTime()));
}
}
package com.yuzhenc.collection;
import java.util.Deque;
import java.util.LinkedList;
/**
* @author: yuzhenc
* @date: 2022-03-20 22:03:36
* @desc: com.yuzhenc.collection
* @version: 1.0
*/
public class Test31 {
public static void main(String[] args) {
/*
双端队列：
Deque<E> extends Queue
Queue一端放 一端取的基本方法 Deque是具备的
在此基础上 又扩展了 一些 头尾操作（添加，删除，获取）的方法
*/
Deque<String> d = new LinkedList<>() ;
d.offer("A");
d.offer("B");
d.offer("C");
System.out.println(d);//[A, B, C]
d.offerFirst("D");
d.offerLast("E");
System.out.println(d);//[D, A, B, C, E]
System.out.println(d.poll());//D
System.out.println(d);//[A, B, C, E]
System.out.println(d.pollFirst());//A
System.out.println(d.pollLast());//E
System.out.println(d);//[B, C]
}
}
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