JavaのComparator（コンパレータ）でPriorityQueueを実装する方法

JavaのPriorityQueue（優先度付きキュー）は、要素を優先度に応じて自動的に並べ替えるデータ構造です。デフォルトでは自然順序付け（昇順）で要素が取り出されますが、Comparatorを実装することで、降順や特定のフィールドに基づく独自の並び順を自由に定義できます。

以下は、Comparatorを介してPriorityQueueを実装するJavaのコード例です。

サンプルコード

import java.util.*;
public class Demo{
   public static void main(String[] args){
      Scanner my_scan = new Scanner(System.in);
      PriorityQueue<Demo_class> my_pq = new PriorityQueue<Demo_class>(3, new demoComparator());
      Demo_class obj_1 = new Demo_class("Joe", 25);
      my_pq.add(obj_1);
      Demo_class obj_2 = new Demo_class("Goldberg", 27);
      my_pq.add(obj_2);
      while (!my_pq.isEmpty()){
         System.out.println(my_pq.poll().getName());
      }
   }
}
class demoComparator implements Comparator<Demo_class>{
   public int compare(Demo_class s1, Demo_class s2){
      if (s1.age < s2.age)
      return 1;
      else if (s1.age > s2.age)
      return -1;
      return 0;
   }
}
class Demo_class{
   public String name;
   public int age;
   public Demo_class(String name, int age){
      this.name = name;
      this.age = age;
   }
   public String getName(){
      return name;
   }
}

実行結果

Goldberg
Joe

コードの解説

mainメソッドの処理内容

Demoクラスには、プログラムのエントリーポイントとなるmainメソッドが含まれています。ここでは、まずScannerオブジェクトを生成し、続いて初期容量「3」とカスタムコンパレータdemoComparatorを引数に指定してPriorityQueueを定義しています。

次に、Demo_classのインスタンスを2つ生成し、それぞれキューへ追加します。その後、whileループ内でキューが空でないかどうかを判定し、空でなければpoll()メソッドを呼び出して先頭の要素を取り出し、その名前を出力します。

Comparatorの実装

並び順の制御は、新しく定義したdemoComparatorクラスが担います。このクラスはComparator<Demo_class>インターフェースを実装しており、compareメソッド内で2つのインスタンスのageフィールドを比較します。

• s1.age < s2.age の場合 → 1 を返す
• s1.age > s2.age の場合 → -1 を返す
• 等しい場合 → 0 を返す

自然順序付けとは逆に、大きい値ほど先に取り出される仕組みのため、このキューは年齢の降順で要素を管理します。その結果、27歳の「Goldberg」が25歳の「Joe」よりも先に出力されます。

Demo_classの構造

Demo_classは、名前（name）と年齢（age）という2つのフィールドを持つクラスです。コンストラクタでこれらの値を初期化し、名前を返すgetNameメソッドを定義しています。

まとめ

このように、Comparatorを実装したクラスをPriorityQueueのコンストラクタに渡すことで、要素の並び順を柔軟に制御できます。オブジェクトを年齢やスコアなど特定のフィールドに基づいてソートしたい場合に非常に有効な手法なので、ぜひ活用してみてください。