Java中的快速队列

Question

我正在寻找 Java 中的快速 queue 实现。我看到LinkedList 实现了Queue 接口，但它只会和LinkedList 一样快，对吧？有没有办法让队列更快，特别是对于add（我只需要poll、add 并检查empty）。 下线我可能还需要PriorityQueue，但现在还不需要。

Answer 1

如果多个线程要访问队列，请考虑使用ArrayBlockingQueue。否则请查看ArrayDeque。来自ArrayDeque API：

这个类可能比 堆栈时作为堆栈使用，速度更快 比 LinkedList 用作队列时。

如果现有数组有足够的容量，特别是基于数组的队列实现减少了调整底层数组大小的需要，因此通常比LinkedList更快地添加到队列中。请注意，ArrayBlockingQueue 是有界实现，而ArrayDeque 将根据需要调整大小。

另一方面，LinkedList 通常会提供更紧凑的表示，尤其是在您的队列大量增长和收缩的情况下。例如，如果您向 ArrayDeque 添加 10,000,000 个元素，然后删除 9,999,999 个元素，则底层数组的长度仍为 10,000,000，而 LinkedList 不会遇到此问题。

实际上，对于非阻塞队列的单线程访问，我倾向于使用LinkedList。我想性能差异是如此微不足道，您无论如何都不会注意到差异。

Answer 2

我看到 LinkedList 实现了 Queue 接口，但它只会和 LinkedList 一样快吧？

目测源码，对于Queue.add、Queue.poll和Queue.peek操作，LinkedList是O(1)。

我希望这足够快。

Answer 3

如果链表的性能确实是个问题，另一种方法是在数组中实现“循环队列”，即随着条目的添加和删除，起点和终点移动的队列。如果您关心，我可以提供更多详细信息。当我使用没有集合库的语言时，我总是这样实现队列，因为它比链表更容易编写，而且速度更快。但是使用内置集合，为特殊情况编写和调试我自己的集合的努力在 99% 的时间里是不值得的：当它已经写好时，我可以用不同的方式编写它比我能更快的事实以 Java 的方式重写它几乎是一个无关紧要的事实。而且任何性能提升都可能太小，不值得麻烦。我对现有集合进行子类型化以获得我不时需要的特殊行为，但我很难想到上次我从头开始编写一个集合。

Answer 4

您可能想看看http://java.dzone.com/articles/gaplist-%E2%80%93-lightning-fast-list，它介绍了GapList。这个新的列表实现结合了ArrayList 和LinkedList 的优势。

因此它实现了Deque 接口，但也可以像上面提到的ArrayDeque 那样预先设置大小。此外，您还可以免费获得List界面的所有可能。

Answer 5

以“类似 C/C++”的态度和固定大小的非常简单的旋转队列实现开始。

class SimpleQueue<E>
{

int index   = 0;
int head    = 0;
int size    = 100;
int counter = 0;
E[] data    ;


@SuppressWarnings("unchecked")
SimpleQueue()
{
    data = (E[]) new Object[size];
}

public void add(E e)
{
    data[index]=e;
    index=(index+1)%size;
    counter++;
}

public E poll()
{
    E value = data[head];
    head=(head+1)%size;
    counter--;
    return value;
}

public boolean empty()
{ return counter==0; }

//Test
public static void main(String[] args)
{
    SimpleQueue<Integer> s = new SimpleQueue<Integer>();

    System.out.println(s.empty());

    for(int i=0; i< 10; i++)
        s.add(i);

    System.out.println(s.empty());

    for(int i=0; i<10; i++)
        System.out.print(s.poll()+",");

    System.out.println("\n"+s.empty());

}
}

然后改进它。