Queue接口

以下是对 Queue 接口的详细解析，结合代码注释和使用场景说明：

1. Queue 接口概述

Queue 是 Java 集合框架中的队列接口，继承自 Collection，定义了一组队列特有的操作。队列通常按 FIFO（先进先出） 规则排序，但也支持其他排序方式（如优先级队列、LIFO 栈）。

核心特点：

• 双模式方法：每个操作有两种形式，一种抛出异常，另一种返回特殊值（如 null/false）。
• 常用场景：任务调度、消息队列、生产者-消费者模型等。

2. 核心方法对比

3. 方法详解与示例

3.1 插入元素

• boolean add(E e)尝试插入元素，容量不足时抛 IllegalStateException。
• boolean offer(E e)插入成功返回 true，失败返回 false（如容量限制时）。

3.2 移除元素

• E remove()移除并返回队首元素，队列为空时抛 NoSuchElementException。
• E poll()移除并返回队首元素，队列为空时返回 null。

3.3 查看元素

• E element()返回队首元素，队列为空时抛 NoSuchElementException。
• E peek()返回队首元素，队列为空时返回 null。

4. 常用实现类

5. 与其他接口的区别

6. 典型应用场景

1. 生产者-消费者模型：使用 BlockingQueue 实现线程间安全通信。
2. 任务调度：按优先级处理任务（PriorityQueue）。
3. 缓存淘汰：使用 FIFO 策略管理缓存（LinkedList 或 ArrayDeque）。

7. 注意事项

• null 元素：大多数 Queue 实现不允许插入 null（如 PriorityQueue），但 LinkedList 允许。
• 线程安全：默认实现（如 LinkedList）是非线程安全的，需使用 ConcurrentLinkedQueue 或 BlockingQueue。
• 容量限制：固定容量队列需通过 offer() 判断插入是否成功。

完整示例

import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;

public class QueueExample {
    public static void main(String[] args) {
        Queue<String> queue = new LinkedList<>();
        
        // 插入元素
        queue.offer("Alice");
        queue.offer("Bob");
        queue.offer("Charlie");
        
        // 查看队首元素
        System.out.println("Head: " + queue.peek()); // Head: Alice
        
        // 遍历队列（需注意顺序）
        while (!queue.isEmpty()) {
            System.out.println("Polled: " + queue.poll());
        }
        // 输出：
        // Polled: Alice
        // Polled: Bob
        // Polled: Charlie
    }
}

总结

Queue 接口为队列操作提供了统一规范，通过不同实现类可满足多种场景需求。在实际开发中，需根据线程安全、容量限制和排序策略选择合适的实现类。