java优先队列PriorityQueue中Comparator的用法详解

时间：2021-01-11 11:02:05|栏目：JAVA代码|点击：次

在使用java的优先队列PriorityQueue的时候，会看到这样的用法。

PriorityQueue<Integer> queue = new PriorityQueue<Integer>(new Comparator<Integer>(){
 @Override
 public int compare(Integer o1, Integer o2){
 return o1.compareTo(o2);
 }
});

那这样到底构造的是最大优先还是最小优先队列呢？

看看源码

看看offer（我也想要offer：X）：

public boolean offer(E e) {
    if (e == null) {
      throw new NullPointerException();
    } else {
      ++this.modCount;
      int i = this.size;
      if (i >= this.queue.length) {
        this.grow(i + 1);
      }

      this.siftUp(i, e);
      this.size = i + 1;
      return true;
    }
  }

1）if和else，分别执行对象判空和容量判断
2）执行siftUp(i, e)，i是原有队列长度，e是要入队的元素。

siftUp是堆中调整元素位置的一种方法，可以看出这里的优先队列是使用最大/最小堆实现的。接着看siftUp：

private void siftUp(int k, E x) {
    if (this.comparator != null) {
      siftUpUsingComparator(k, x, this.queue, this.comparator);
    } else {
      siftUpComparable(k, x, this.queue);
    }

  }

看看使用了comparator的方法，k是原有队列长度，x是入队元素，queue是队列，comparator是比较器：

private static <T> void siftUpUsingComparator(int k, T x, Object[] es, Comparator<? super T> cmp) {
    while(true) {
      if (k > 0) {
        int parent = k - 1 >>> 1;
        Object e = es[parent];
        if (cmp.compare(x, e) < 0) {
          es[k] = e;
          k = parent;
          continue;
        }
      }

      es[k] = x;
      return;
    }
  }

1）k>0，队列长度大于0
2）parent = k - 1 >>> 1; 即(k-1)/2，表示最后一个非叶子节点的位置
3）e为父节点，x是入队元素，x可以看做放在最后一个位置。如果compare(x, e) < 0，则执行元素往上走的方法。
注：在siftUp中，如果是最小堆，那么应该是较小的元素往上走，如果是最大堆，则应该是较大的元素往上走。

由于源码中新入队元素x是在第1个参数的位置，因此最大/最小优先队列主要根据第1个参数的大小关系来判断。

//对于最大堆，当x>e时，让x上升，则 x>e时返回负数，即
int compare(Integer x, Integer e){
 return x > e ? -1 : 1;
}
//对于最小堆，当x<e时，让compare(x, e) < 0，即
int compare(Integer x, Integer e){
 return x < e ? -1 : 1; // return x.compareTo(e);
}

结论：

// 最小优先队列，直接 return o1.compareTo(o2);
PriorityQueue<Integer> queue = new PriorityQueue<Integer>(new Comparator<Integer>(){
 @Override
 public int compare(Integer o1, Integer o2){
 return o1 < o2 ? -1 : 1;
 /* e.g., return o1.compare(o2); */
 }
});
// 最大优先队列，则反过来 return o2.compareTo(o1);

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