Предположим, что вы предлагаете услуги трем разным людям, стоящим перед вами. Третий человек оказывается вашим другом. Услуга должна быть обслужена в порядке очереди. При использовании принципа «первым пришел — первым обслужен» первый человек имеет наибольший приоритет; второй человек имеет больший приоритет; третье лицо, меньший приоритет и так далее. Вас не накажут, если вы не соблюдаете принцип «первым пришел — первым обслужен». Вы решили сначала обслужить своего друга, затем первого человека, а затем второго человека. Это означает, что вы отдали своему другу наивысший приоритет. Если смотреть на сценарий с точки зрения робота, то третья позиция имела наибольший приоритет.

На следующий день пришли те же трое. На этот раз ваш друг находится посередине. Вы решили служить ему первым, впереди того, кто пришел первым, затем третьего лица и, наконец, первого лица. Итак, на этот раз, по мнению робота, позиция 2 имеет наибольший приоритет, за ней следует позиция 3.

На третий день ваш друг становится первым, и вы действуете по принципу «первым пришел — первым обслужен». Вывод любого и робота состоит в том, что приоритет зависит от того, кого это касается, и от позиции каждого человека. Примечание: в реальной жизни приоритет не всегда зависит от принципа «первым пришел — первым обслужен».

В программировании очередь с двоичным приоритетом — это очередь, в которой первый элемент имеет наибольший приоритет. Третий элемент может иметь больший приоритет, а второй элемент — третий приоритет. Очереди приоритетов имеют бинарную природу. Примечание: первый элемент всегда имеет наивысший приоритет в очереди приоритетов. Также может случиться так, что второй элемент имеет больший приоритет, а третий элемент имеет третий приоритет. В определении очереди приоритетов приоритеты второго и третьего элементов могут быть не в порядке убывания. Эта разница продолжается вниз по очереди до последнего элемента, который не может быть элементом с наименьшим приоритетом. Однако он будет одним из наименее приоритетных. Эта частичная сортировка также известна как частичная сортировка. Итак, очередь с приоритетом — это очередь с частичным порядком, где приоритет не «первым пришел — первым обслужен»,

При работе с массивом «первым пришел — первым обслужен» является «первым поступил — первым обслужен», записывается как FIFO. В вычислениях очередь — это FIFO, а очередь с приоритетом — частичная FIFO, потому что по мере убывания очереди некоторые элементы имеют более высокие приоритеты, чем их ближайшие предшественники. По мере дальнейшего опускания очереди приоритетов расстояние между такими ближайшими предшественниками и более высокими приоритетами увеличивается.

Очередь с приоритетом реализована в виде структуры данных кучи. Следующий вопрос: что такое куча? Есть максимальная куча и минимальная куча, которые будут подробно рассмотрены ниже.

Структура данных кучи

Есть максимальная куча и есть минимальная куча. С max-heap первый элемент является самым большим значением. По мере спуска очереди значения продолжают уменьшаться, увеличиваться и вообще уменьшаться. В min-heap первый элемент является наименьшим значением. По мере опускания очереди значения продолжают увеличиваться, уменьшаться и в целом увеличиваться. Значения кучи можно хранить в массиве.

Двоичная куча — это место, где узел (элемент) имеет двух дочерних элементов. Первый ребенок — левый ребенок, а второй ребенок — правый ребенок. Значение любого узла называется ключом.

Max-Heap

Следующий список представляет собой максимальную кучу, которая уже частично упорядочена и не нуждается в дальнейшем упорядочении:

89, 85, 87, 84, 82, 79, 73, 80, 81, , , 65, 69

89 — первое значение с индексом 0. Это корневой узел (корневой родитель). Это самая большая ценность среди всех ценностей. Его первый потомок (85) имеет индекс 1, индекс которого равен 2(0) + 1, где 0 — индекс родителя. Его второй потомок (87) имеет индекс 2, что равно 2(0) + 2, где 0 — индекс родителя.

85 находится в индексе 1. Это родитель. Его первый потомок (84) имеет индекс 3, что равно 2(1) + 1, где 1 — индекс родителя. Его второй потомок (82) имеет индекс 4, что равно 2(1) + 2, где 1 — индекс родителя.

87 находится в индексе 2. Это родитель. Его первый потомок (79) имеет индекс 5, что равно 2(2) + 1, где 2 — индекс родителя. Его второй потомок (73) имеет индекс 6, что равно 2(2) + 2, где 2 — индекс родителя.

В общем, поскольку подсчет индексов начинается с 0, пусть i представляет индекс родителя массива; и, таким образом, левый (первый) потомок родителя с индексом i имеет индекс 2i + 1; а его правый (второй) дочерний элемент имеет индекс 2i + 2. Некоторые ячейки ближе к концу массива могут быть пустыми; они не должны иметь значений.

Предыдущий список — хороший пример содержимого приоритетной очереди после завершения включения всех элементов. Если первый элемент удаляется, остальные перестраиваются для установки значений, образуя новую очередь приоритетов. Таким образом, удаление всех элементов сверху будет выглядеть так, как будто все элементы отсортированы правильно. Элементы по-прежнему можно получить как есть, в частичном порядке, без удаления какого-либо элемента.

Min-Heap

Min-heap — это обратная сторона max-heap.

Приоритетная очередь в Java

В Java есть класс PriorityQueue для Priority-Queue. Он имеет множество конструкторов и методов. Ниже описаны только три конструктора и более подходящие методы:

Создание очереди приоритетов в Java

Public PriorityQueue()

Это создает приоритетную очередь без какого-либо элемента. Класс PriorityQueue находится в пакете java.util.*, который необходимо импортировать. Следующий сегмент кода создает пустую PriorityQueue, а затем добавляет в очередь несортированные (даже частично не отсортированные) значения:

PriorityQueue<Integer> pq = new PriorityQueue<Integer>();



pq.add(69); pq.add(65); pq.add(87); pq.add(79);



pq.add(73); pq.add(84); pq.add(89); pq.add(80);



pq.add(81); pq.add(82); pq.add(85);

Все эти числа целые. Они взяты из частично отсортированного списка, приведенного выше, но в настоящее время они полностью не отсортированы по мере ввода. Элементы в pq теперь частично отсортированы в соответствии с определением приоритетной очереди в Java.

Public PriorityQueue(PriorityQueue<? extends E> c)

Это создает приоритетную очередь из другой приоритетной очереди. Следующий сегмент кода иллюстрирует это:

PriorityQueue<Integer> pq = new PriorityQueue<Integer>();



pq.add(69); pq.add(65); pq.add(87); pq.add(79);



pq.add(73); pq.add(84); pq.add(89); pq.add(80);



pq.add(81); pq.add(82); pq.add(85);



PriorityQueue<Integer> pq1 = new PriorityQueue<Integer>(pq);

pq1 был создан из pq. В настоящее время он имеет тот же частичный порядок и pq.

Третий метод конструктора показан ниже.

Java-методы приоритетной очереди

Public Int Size()

Это возвращает размер списка и не включает пустые ячейки, как показано в следующем коде:

PriorityQueue<Integer> pq = new PriorityQueue<Integer>();



pq.add(69); pq.add(65); pq.add(87); pq.add(79);



pq.add(73); pq.add(84); pq.add(89); pq.add(80);



pq.add(81); pq.add(82); pq.add(85);



int sz = pq.size();



System.out.println(sz);

Вывод 11.

Public Void forEach(Consumer<? super E> action)

Этот метод нужно использовать особым образом, чтобы скопировать все значения в приоритетной очереди в частично отсортированном виде. Следующая программа иллюстрирует это:

PriorityQueue<Integer> pq = new PriorityQueue<Integer>();



pq.add(69); pq.add(65); pq.add(87); pq.add(79);



pq.add(73); pq.add(84); pq.add(89); pq.add(80);



pq.add(81); pq.add(82); pq.add(85);



pq.forEach (item -> System.out.print(item + " "));



System.out.println();

Обратите внимание на то, как сделан код в скобках метода forEach. Элемент — это фиктивная переменная, которая представляет каждый элемент в очереди. Обратите внимание на использование оператора стрелки. Результат:

65 69 84 79 73 87 89 80 81 82 85

Вывод правильный, в частичном порядке, но в порядке возрастания. Это не обязательно обратный порядок, указанный выше, из-за способа включения значений в список. То есть метод forEach возвращает список в виде минимальной кучи. Чтобы вернуть список в порядке убывания, используйте следующий конструктор:

Public PriorityQueue(Comparator<? super E> comparator)

Это конструктор. Следующий код показывает, как его использовать:

PriorityQueue<Integer> pq = new PriorityQueue<Integer>((x, y) -> Integer.compare(y, x));



pq.add(69); pq.add(65); pq.add(87); pq.add(79);



pq.add(73); pq.add(84); pq.add(89); pq.add(80);



pq.add(81); pq.add(82); pq.add(85);



pq.forEach (item -> System.out.print(item + " "));

X, y — фиктивные переменные, представляющие меньшее и меньшее значения. Обратите внимание, что в первых скобках для x и y x стоит перед y. Во вторых скобках y стоит перед x. Результат:

89 85 87 80 82 69 84 65 79 73 81

PriorityQueue<Integer> pq = new PriorityQueue<Integer>((x, y) -> Integer.compare(y, x));



pq.add(69); pq.add(65); pq.add(87); pq.add(79);



pq.add(73); pq.add(84); pq.add(89); pq.add(80);



pq.add(81); pq.add(82); pq.add(85); pq.add(70);



pq.forEach (item -> System.out.print(item + " "));

89 85 87 80 82 70 84 65 79 73 81 69

PriorityQueue<Integer> pq = new PriorityQueue<Integer>((x, y) -> Integer.compare(y, x));



pq.add(69); pq.add(65); pq.add(87); pq.add(79);



pq.add(73); pq.add(84); pq.add(89); pq.add(80);



pq.add(81); pq.add(82); pq.add(85); pq.add(70);



pq.forEach (item -> System.out.print(pq.poll() + " "));

89 87 85 84 82 81 80 79 73 70 69 65 Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException



at java.base/java.util.PriorityQueue.forEach(PriorityQueue.java:984)



at TheClass.main(TheClass.java:11)

Локальный файл находится на жестком диске или флешке, подключенной к порту USB. Файлы можно разделить на две категории: текстовые файлы и байтовые файлы. Типичные текстовые файлы — это файлы, созданные текстовым редактором. Файл изображения является примером байтового файла, состоящего в основном из необработанных байтов.

В этой статье дается базовое объяснение того, как читать локальные текстовые и байтовые файлы в Java. Чтобы прочитать текстовый файл, используйте класс FileReader. Чтобы прочитать байтовый файл, используйте класс FileInputStream. Оба класса находятся в пакете java.io.*, который необходимо импортировать. Первая половина этой статьи посвящена чтению текстовых файлов, а вторая половина — чтению байтовых файлов.

Чтение текстовых файлов

Создание объекта FileReader

Прежде чем научиться создавать объект FileReader, создайте следующий текстовый файл с помощью текстового редактора и нажмите клавишу Enter в конце первых двух строк:

A text 1 A text 1 A text 1 A text 1 A text 1



B text 2 B text 2 B text 2 B text 2 B text 2



C text 3 C text 3 C text 3 C text 3 C text 3

Если клавиша Enter не нажата в конце последней строки, текстовый редактор может добавить новую строку при сохранении файла. После создания предыдущего текста сохраните содержимое с именем temp.txt, используя меню текстового редактора, user@host :~/dir1$, в каталог. Это означает, что должен быть создан каталог dir1.

Создание программы чтения файлов

Класс FileReader имеет пять конструкторов. В этой статье проиллюстрирован только один (чтобы статья была короткой). Синтаксис конструктора следующий:

public FileReader(String fileName) throws FileNotFoundException

При этом создается в памяти поток (копия) файла, путь и имя которого представляет собой строку fileName. Выдает исключение FileNotFoundException, если файл не найден в указанном каталоге. После копирования содержимого файла открытый файловый объект необходимо закрыть, чтобы освободить любые системные ресурсы, связанные с открытым файлом.

Важные методы FileReader

Если конструктор успешно создан, то файл считается открытым. После использования файл должен быть закрыт. Синтаксис для закрытия файла:

public void close() throws IOException

После того, как файл только что был открыт, эффективное чтение файла еще не произошло. Чтобы читать по одному символу за раз (один, затем следующий), используйте синтаксис метода FileReader:

public int read() throws IOException

Это возвращает прочитанный символ (в виде целого числа) или -1, если достигнут конец потока (потока копирования файла в памяти).

Чтобы прочитать следующую последовательность символов файла в массив, используйте синтаксис метода FileReader:

public int read(char[] cbuf, int off, int len) throws IOException

Он возвращает количество прочитанных символов или -1, если был достигнут конец потока. Off в синтаксисе означает смещение. Это индекс в файле, с которого должно начаться чтение следующей последовательности символов. Len — количество символов для чтения. Это должна быть длина массива, а cbuf — это массив, в который считывается последовательность символов.

Помните, что объект FileReader должен быть закрыт с помощью его метода close после эффективного чтения.

Синтаксис метода, чтобы узнать, не вернет ли следующее чтение -1, таков:

public boolean ready() throws IOException

Он возвращает true, если есть что-то для чтения, и false в противном случае.

Чтение в строку

Следующий код считывает предыдущий файл посимвольно в строку StringBuilder:

            StringBuilder sb = new StringBuilder();

try{

FileReaderfr = new FileReader("dir1/temp.txt");



                while (fr.ready()) {          

                    char ch = (char)fr.read();

sb.append(ch);

                }

            }

catch(Exception e) {

e.getMessage();

            }

System.out.println(sb);

Код начинается с создания экземпляра объекта StringBuilder, sb. Далее идет конструкция try-catch. Блок try начинается с создания экземпляра FileReader, фр. И есть цикл while, который повторяется до тех пор, пока ready() не вернет false. Первый оператор цикла while считывает и возвращает следующий символ в виде целого числа. Его нужно перевести в char. Следующий оператор в цикле while добавляет к строке следующий символ, sb. Результат:

A text 1 A text 1 A text 1 A text 1 A text 1



B text 2 B text 2 B text 2 B text 2 B text 2



C text 3 C text 3 C text 3 C text 3 C text 3

Это в точности содержимое файла, но добавлена ​​лишняя строка на компьютере автора.

Чтение в массив

При чтении в массив содержимое массива должно быть освобождено для чтения следующей последовательности символов. Следующий код иллюстрирует это:

            StringBuilder sb = new StringBuilder();

try{

FileReaderfr = new FileReader("dir1/temp.txt");



                while (fr.ready()) {    

char[] arr = new char[5];

                    int offset = 0;

fr.read(arr, offset, 5);

                    offset = offset + 5;

System.out.print(arr);

                }

            }

catch(Exception e) {

e.getMessage();

            }

System.out.println();

Значение смещения должно увеличиваться для каждой итерации на длину массива. Результат:

A text 1 A text 1 A text 1 A text 1 A text 1



B text 2 B text 2 B text 2 B text 2 B text 2



C text 3 C text 3 C text 3 C text 3 C text 3

Это точно так же, как содержимое файла, но с добавлением дополнительной строки на компьютере автора.

Чтение байтовых файлов

Создание объекта FileInputStream

Следующий файл изображения называется bars.png. Он находится в каталоге user@host :~/dir1$, который совпадает с каталогом temp.txt. Он состоит всего из трех цветных полос:

Создание FileInputStream

Конструктор для объекта FileInputStream:

public FileInputStream(String name) throws FileNotFoundException

Поскольку он выдает исключение, он должен быть в конструкции try-catch. Помните, что этот класс предназначен для чтения байтов.

Важные методы FileInputStream

Если конструктор успешно создан, то файл считается открытым. После чтения байтов файл необходимо закрыть, используя следующий синтаксис:

public void close() throws IOException

После того, как файл только что был открыт, эффективное чтение файла еще не произошло. Чтобы читать по одному байту за раз (один, затем другой), используйте синтаксис метода FileInputStream:

public int read() throws IOException

Это возвращает прочитанный байт (как целое число) или -1, если достигнут конец потока (потока копирования файла в памяти).

Помните, что после этого эффективного чтения объект FileInputStream должен быть закрыт с помощью его метода close.

Чтобы получить оценку количества байтов, оставшихся для чтения, используйте синтаксис метода:

public int available() throws IOException

Поскольку этот метод возвращает оценку, при использовании в сочетании с read() нельзя быть уверенным, что все байты файла были прочитаны. И следует отдать предпочтение следующему методу, который считывает все байты:

public byte[] readAllBytes() throws IOException

Этот метод возвращает все оставшиеся байты, но все равно будет читать весь файл.

Чтение в ArrayList

ArrayList должен быть импортирован из пакета java.util.*. Следующий код считывает оценку всех байтов в объект ArrayList:

ArrayList al = new ArrayList();

try{

FileInputStream fir = new FileInputStream("dir1/bars.png");



                while (fir.available() > 0) {          

                    byte bt = (byte)fir.read();

al.add(bt);

                }

            }

catch(Exception e) {

e.getMessage();

            }

System.out.println(al);

Код начинается с создания экземпляра объекта ArrayList, например. Далее идет конструкция try-catch. Блок try начинается с создания экземпляра FileInputStream, fir. И есть цикл while, который повторяется, пока не будет доступен(), и предполагает, что не осталось ни одного байта для чтения. Первый оператор цикла while считывает и возвращает следующий байт в виде целого числа. Его нужно преобразовать в байт. Следующий оператор в цикле while добавляет (добавляет) следующий символ в список, т.е. Результат:

[-119, 80, 78, 71, 13, 10, 26, 10, 0, 0, 0, 13, 73, 72, 68, 82, 0, 0, 0, -7, 0, 0, 0, -10, 8, 6, 0, 0, 0, 20, 25, 33, 69, 0, 0, 0, 6, 98, 75, 71, 68, 0, -1, 0, -1, 0, -1, -96, -67, -89, -109, 0, 0, 3, 48, 73, 68, 65, 84, 120, -100, -19, -42, 49, 74, 67, 81, 0, 68, -47, -81, -68, 52, 105, 83, -120, 85, 42, 65, -112, -12, 41, 44, 92, 64, -74, -26, 34, 92, -110, -115, -107, 32, -23, -19, 44, 4, 9, -60, 85, 60, 62, 92, -50, 89, -63, 52, 23, -26, -26, -70, 44, -41, 5, 104, 58, -99 - - - and continues - - - ]

Байты — это целые числа. Будем надеяться, что изображение трех предыдущих баров состоит из всех этих байтов. Идея состоит в том, чтобы программист изменил некоторые байты, изменил изображение, а затем сохранил результат; затем повторно отобразите его с помощью средства просмотра изображений, представляя измененное изображение. Однако это дополнительное расписание не рассматривается в этой статье.

Чтение в массив

Метод readAllBytes() возвращает массив байтов. Итак, просто получите возвращаемые значения с массивом байтов, как показано в следующем коде:

byte[] arr = new byte[1000];

try{

FileInputStream fir = new FileInputStream("dir1/bars.png");



arr = fir.readAllBytes();

            }

catch(Exception e) {

e.getMessage();

            }



            for (int i=0; i<arr.length; i++)

System.out.print(arr[i] + ", ");

System.out.println();

Код начинается с объявления массива, который получит байты. Размер (длина) здесь должен быть выше предполагаемого размера. Предполагаемый размер можно получить с помощью метода available(). Основной код находится в блоке try. Результат:

-119, 80, 78, 71, 13, 10, 26, 10, 0, 0, 0, 13, 73, 72, 68, 82, 0, 0, 0, -7, 0, 0, 0, -10, 8, 6, 0, 0, 0, 20, 25, 33, 69, 0, 0, 0, 6, 98, 75, 71, 68, 0, -1, 0, -1, 0, -1, -96, -67, -89, -109, 0, 0, 3, 48, 73, 68, 65, 84, 120, -100, -19, -42, 49, 74, 67, 81, 0, 68, -47, -81, -68, 52, 105, 83, -120, 85, 42, 65, -112, -12, 41, 44, 92, 64, -74, -26, 34, 92, -110, -115, -107, 32, -23, -19, 44, 4, 9, -60, 85, 60, 62, 92, -50, 89, -63, 52, 23, -26, -26, -70, 44, -41, 5, 104, 58, -99, - - - and continues - - -

Этот вывод и предыдущий совпадают на компьютере автора.

Вывод

Локальные текстовые и байтовые файлы могут быть прочитаны. Чтобы прочитать текстовый файл, используйте класс потока FileReader. Чтобы прочитать байтовый файл, используйте класс потока FileInputStream. Оба класса находятся в пакете java.io.*, который необходимо импортировать. Эти два класса имеют конструкторы и методы, обеспечивающие чтение. Мы надеемся, что эта статья была вам полезна. Дополнительные советы и руководства см. в других статьях Linux Hint.