最近在刷力扣題的時候不止一次看到過這個PriorityQueue，他的優良特性可以幫助我們解決大量的題目。這篇文章從用法、原理、源碼以及力扣實際題目的角度進行一個全面的分析。希望對你有幫助。
一、什麼是優先級隊列
1、概念
我們都知道隊列，隊列的核心思想就是先進先出，這個優先級隊列有點不太一樣。優先級隊列中，數據按關鍵詞有序排列，插入新數據的時候，會自動插入到合適的位置保證隊列有序。（順序有兩種形式：升序或者是降序）
來一個標準點的定義：
PriorityQueue類在Java1.5中引入。PriorityQueue是基於優先堆的一個無界隊列，這個優先隊列中的元素可以默認自然排序或者通過提供的Comparator（比較器）在隊列實例化的時排序。
要求使用Java Comparable和Comparator接口給對象排序，並且在排序時會按照優先級處理其中的元素。
比如我們往隊列裡面插入132，插入2的時候，就會在內部調整為123（默認順序是升序）。正是由於這個優良特性可以幫助我們實現一系列問題。我們先看一個例子，體會一下他的優點，然後再看一下為什麼能夠實現這樣的功能。
我們看到就算是我們隨意插入數據，但是輸出的結果總是有序的，這樣一來優先級隊列就可以有了很多個使用場景。下面給出一道力扣題。體會一下他的優點。
2、案例演示特性
Leetcode215題：在未排序的數組中找到第 k 個最大的元素。請注意，你需要找的是數組排序後的第 k 個最大的元素，而不是第 k 個不同的元素。
輸入：3,2,3,1,2,4,5,5,6，k = 4。輸出就是5，因此重複的並不考慮。我們一般情況下一般首先想到冒泡排序。每一次都冒出來一個最小的元素，這樣冒K次，就是我們想要的結果。
其實冒泡排序還可以解決另外一個問題，那就是返回倒數第K大的元素，方法是每次冒出來一個最大的元素即可。
這樣做很簡單，但是需要我們自己手寫冒泡排序，下面我們看使用優先級隊列如何解決的。
就這幾行代碼就搞定了，是不是超級簡單。為什麼優先級隊列能夠實現呢？下面我們來分析一下他的數據結構：
3、數據結構
優先級隊列底層的數據結構其實是一顆二叉堆，什麼是二叉堆呢？我們來看看
在這裡我們會發現以下特徵：
（1）二叉堆是一個完全二叉樹
（2）根節點總是大於左右子節點（大頂堆），或者是小於左右子節點（小頂堆）。
如果我們要插入一個節點怎麼辦呢？
自己使用畫圖工具畫的，能看懂就行，不要在意那些細節兄弟。過程如下：
（1）找到待插入位置：滿足完全二叉樹的特點，依次插入
（2）插入之後判斷是否滿足二叉堆的性質，不滿足那就調整
（3）1<==>6交換，發現不滿足，1<==>4交換，滿足即停止。
對於我們的優先級隊列就是這樣的一種數據結構，因此我們在插入的時候保證了數據的有序性。
OK。到這基本上我們能夠體會到優先級隊列的思想了。來一個小結：
優先級隊列使用二叉堆的特點，可以使得插入的數據自動排序（升序或者是降序）。
現在我們知道了這些，還沒講源碼。從源碼的角度來體會一下：
二、源碼分析（基於jdk1.8）
源碼分析一般的順序都是先類屬性、構造方法、普通方法。在編譯器中鼠標定位到這個PriorityQueue上，ctrl+鼠標左鍵就可以進入到這個集合的源碼裡面。
1、屬性
2、構造方法
（1）默認構造方法：PriorityQueue()
使用默認的初始容量（11）創建一個 PriorityQueue，並根據其自然順序對元素進行排序。
（2）包含集合元素：PriorityQueue(Collection c)
創建包含指定 collection 中元素的 PriorityQueue。
（3）指定初始容量：PriorityQueue(int initialCapacity)
使用指定的初始容量創建一個 PriorityQueue，並根據其自然順序對元素進行排序。
（4）指定初始容量和比較器：PriorityQueue(int initialCapacity, Comparator comparator)
使用指定的初始容量創建一個 PriorityQueue，並根據指定的比較器對元素進行排序。
（5）包含優先級元素：PriorityQueue(PriorityQueue c)
創建包含指定優先級隊列元素的 PriorityQueue。
（6）包含set元素：PriorityQueue(SortedSet c)
創建包含指定有序 set 元素的 PriorityQueue。
3、普通方法
PriorityQueue中常用的方法很多。來看幾個常用的。
（1）add：插入一個元素，不成功會拋出異常
<code>public boolean add(E e) {
return offer(e);
}/<code>我們看到add方法其實是通過調用offer方法實現的。我們直接看offer方法
（2）offer：插入一個元素，不能被立即執行的情況下會返回一個特殊的值（true 或者 false）
注意，優先級隊列插入的元素不能為空，這一點在文章一開始提到過。步驟是這樣的：
首先把modCount數量加1，如果容量不夠把當前隊列的尺寸加1，最後在i的位置上使用siftUp方法把e添加進來。此時真正插入的操作又落到了siftUp方法身上，我們接著看。
尼瑪，這裡也沒有實現真正的插入操作，而是先判斷是否使用了自己的比較器。我們直接來看自己的比較器不為空，如何插入。
這裡就是真正的插入操作了。一個正常的數據插入過程。沒什麼特別的。
（3）remove：刪除一個元素，如果不成功會返回false。
這裡會發現真正實現刪除操作的是removeAt方法。我們跟進去看看
這個刪除操作主要是兩部分，if裡面判斷刪除的是否是最後一個，否則的話就是用siftDown方法進行“向下沉”刪除。不成功那就使用“向上浮”。
刪除的時候同樣需要進行判斷比較器。
OK。刪除操作就是這麼多。基本思路是向上浮還是向下沉。
（4）poll：刪除一個元素，並返回刪除的元素
又回到了siftDown刪除操作，就不贅述了。
（5）peek：查詢隊頂元素
（6）indexOf(Object o)：查詢對象o的索引
（7）contain(Object o)：判斷是否容納了元素
實現原理很簡單和上面的一樣。
OK，源碼就是這些。
三、優先級隊列使用
上面已經介紹了原理和源碼。而且給出了一個實際力扣案例。但是那屬於算法，其實在真正工作領域也有不少的應用場景。
1、股票交易
我們的股票屏幕上總是給出最好或者是表現最差的那些股票。就可以基於優先級隊列。方法其實是和找出前K個最大最小的元素方法類似。可以類比到股票中。
這只是給出了一個案例，你可以把股票交易的這樣的使用場景類比到其他的場景中去。
2、會員項目
會員的優先級總是比普通會員高，因此我們就可以使用優先級隊列保存會員的優先級。
這裡只給出倆。其他的各位同僚自己體會吧，我自己曾經使用優先級隊列來保存無人機的各種狀態信息。所以也可以保存各種狀態信息。
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