如何在不修改原PriorityQueue的前提下将其按排序顺序转为List

Java中PriorityQueue的底层实现是优先级堆（默认是小顶堆）的数组存储结构，你调用iterator()、toArray()方法，或是直接通过new ArrayList<>(priorityQueue)构造列表时，遍历拿到的是堆底层数组的层序存储顺序，不是队列按优先级出队的排序顺序。
你测试时插入2、3、1三个元素后，堆的层序存储刚好是[2,3,1]，所以直接转出来的列表不符合预期，这个是PriorityQueue的设计特性，不是实现bug，官方API文档也明确说明：迭代器遍历、数组导出的结果不保证元素优先级顺序。

核心原则是所有会触发队列元素出队的操作，都不能作用在原队列实例上，保证原队列的元素、结构完全不受影响。

通用兼容方案（所有Java版本可用） #

先基于原队列创建一个完全相同的副本，所有出队操作在副本上执行，收集到的元素就是按优先级排序的结果：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.PriorityQueue;

public class PriorityQueueUtil {
    public static <T> List<T> toSortedList(PriorityQueue<T> originalPq) {
        // 构造原队列的完整副本，后续操作全部在副本上执行
        PriorityQueue<T> copyPq = new PriorityQueue<>(originalPq);
        List<T> sortedResult = new ArrayList<>(originalPq.size());
        while (!copyPq.isEmpty()) {
            sortedResult.add(copyPq.poll());
        }
        return sortedResult;
    }
}

这个方案没有版本兼容问题，不管你用的是默认自然排序的PriorityQueue，还是传入自定义比较器构造的队列，副本都会完全继承原队列的排序规则，拿到的排序结果和原队列逐个poll的结果完全一致，原队列不会有任何改动。

Java 8+ 简化方案 #

如果你的项目用Java 8及以上版本，可以直接用流排序实现，不需要额外拷贝队列：

import java.util.Comparator;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;

// 方法内代码
Comparator<? super T> comparator = originalPq.comparator();
List<T> sortedResult = originalPq.stream()
        .sorted(comparator == null ? Comparator.naturalOrder() : comparator)
        .collect(Collectors.toList());

注意这个写法必须显式传入原队列的比较器：如果原队列是用自定义比较器构造的，不传的话流会默认按元素自然顺序排序，得到的结果会和队列实际优先级顺序不一致。

• 不要尝试在原队列上执行poll()取元素再插回去的操作：单线程场景下如果中途抛出异常，会导致原队列元素丢失、结构损坏；多线程场景下操作过程中原队列被其他线程访问会直接出现并发安全问题。
• 不要依赖PriorityQueue的迭代器、toArray方法返回的元素顺序，这个顺序是堆内部存储的顺序，和优先级排序没有必然关联。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者dalawh