使 Java PriorityQueue 成为稳定的优先级队列

Question

我正在尝试在 Java 中实现一个稳定的（先进先出）优先级队列。 假设键是一个名字，值是一个年龄，我知道我可以像这样制作一个不稳定的优先级队列：

Queue<Map.Entry<String, Integer>> pq = new PriorityQueue<Map.Entry<String, Integer>>(100, ageComparator);

这几乎完成了我需要它做的所有事情，除了它在我插入（或删除它们）时不保持键值对的顺序。

我通过制作 LinkedList 找到了一种“解决方法”，它提供了基本上所有相同的功能，只是它不包含带有比较器选项的构造函数，而且我觉得它必须更慢，因为我保持了值排序通过在每个队列操作之后调用Collections.sort() 。

所以我想确实有两个我感兴趣的选项。首先，我如何编辑上面的 PriorityQueue 以保持插入和删除顺序？ 或者第二，如何强制我的 LinkedList 选项立即使用比较器，而不必对每个操作调用排序？ 谢谢！

编辑：

感谢您在发布的第一条评论中提出的好问题。 通过FIFO，我的意思是对于具有相等值的键值对，应该首先提取最先放入的键值对。

Answer 1

你需要这样的东西：

import java.util.AbstractMap;
import java.util.Comparator;
import java.util.PriorityQueue;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class PriorityTest {
  @SuppressWarnings("serial")
  private static class Entry extends AbstractMap.SimpleEntry<String, Integer> {
    private final static AtomicInteger seq = new AtomicInteger(0);
    final int order;
    public Entry(final String _key, final Integer _value) {
      super(_key, _value);
      order = seq.incrementAndGet();
    }
  }

  private static class OrderedComparator implements Comparator<Entry> {
    @Override
    public int compare(final Entry _e1, final Entry _e2) {
      int r = _e1.getValue().compareTo(_e2.getValue());
      if (r == 0)
        return Integer.compare(_e1.order, _e2.order);
      return r;
    }
  }

  public static void main(String[] args) {
    final PriorityQueue<Entry> pq = new PriorityQueue<Entry>(10, new OrderedComparator());
    pq.add(new Entry("Jane", 22));
    pq.add(new Entry("John", 15));
    pq.add(new Entry("Bill", 45));
    pq.add(new Entry("Bob", 22));
    while(!pq.isEmpty()) {
      System.out.println(pq.remove());
    }
  }
}

Answer 2

基于 Keap 的 PriorityQueue自然是稳定的。 它是用 Kotlin 编写的，因此它可以替换 Java 代码java.util.PriorityQueue 。

Answer 3

基于多个列表和TreeMap我今天完成的非常简单的实现来解决一些任务：

import javax.annotation.Nonnull;
import java.util.*;
import java.util.Map.Entry;
import java.util.function.Function;

public class PriorityFifo<E> {

     protected TreeMap<Integer, LinkedList<E>> storage = new TreeMap<>();

     public void push(E element, int priority) {
        storage.computeIfAbsent(priority, it -> new LinkedList<>()).addLast(element);
     }

     public Optional<E> poll() {
        return doWithNextElement(LinkedList::pollFirst);
     }

     public Optional<E> peek() {
        return doWithNextElement(LinkedList::getFirst);
     }

     protected Optional<E> doWithNextElement(@Nonnull Function<LinkedList<E>, E> f) {
         Entry<Integer, LinkedList<E>> entry = storage.firstEntry();
         if (entry==null)
             return Optional.empty();
         LinkedList<E> list = entry.getValue();
         E element = f.apply(list);
         if (list.isEmpty())
             storage.remove(entry.getKey());
         return Optional.of(Objects.requireNonNull(element));

     }

}

没有用于元素的比较器，而是由TreeMap内部用于队列。 我的情况是我只有几个优先级，但有很多元素，所以它应该比使用元素比较的东西更快。