1. 题目
设计你的循环队列实现。 循环队列是一种线性数据结构,其操作表现基于 FIFO(先进先出)原则并且队尾被连接在队首之后以形成一个循环。它也被称为“环形缓冲器”。
循环队列的一个好处是我们可以利用这个队列之前用过的空间。在一个普通队列里,一旦一个队列满了,我们就不能插入下一个元素,即使在队列前面仍有空间。但是使用循环队列,我们能使用这些空间去存储新的值。
你的实现应该支持如下操作:
MyCircularQueue(k): 构造器,设置队列长度为 k 。
Front: 从队首获取元素。如果队列为空,返回 -1 。Rear: 获取队尾元素。如果队列为空,返回 -1 。enQueue(value): 向循环队列插入一个元素。如果成功插入则返回真。deQueue(): 从循环队列中删除一个元素。如果成功删除则返回真。isEmpty(): 检查循环队列是否为空。isFull(): 检查循环队列是否已满。示例:
MyCircularQueue circularQueue = new MycircularQueue(3); // 设置长度为3
circularQueue.enQueue(1); // 返回true
circularQueue.enQueue(2); // 返回true
circularQueue.enQueue(3); // 返回true
circularQueue.enQueue(4); // 返回false,队列已满
circularQueue.Rear(); // 返回3
circularQueue.isFull(); // 返回true
circularQueue.deQueue(); // 返回true
circularQueue.enQueue(4); // 返回true
circularQueue.Rear(); // 返回4
提示:
所有的值都在 1 至 1000 的范围内;
操作数将在 1 至 1000 的范围内;请不要使用内置的队列库。2. 思路
在 ,我们设计了一个循环队列,但在那个实现中,当队列满时, tail 指向的位置是没有数据的,也就是数组中有一个位置是闲置浪费的,显然当时那个思路不适合本题目。
整体思路与之前仍然是一样的,只是需要改变判断队列空或者满的条件。我们再添加一个 count 的变量,来记录队列中元素的个数。当元素个数等于我们最开始定义的数组长度时,队列满;当元素个数等于零时,队列空。
当队列头或者尾索引值到达数组上限时,需要再从零开始。可以用一个除余来实现,head = (head + 1) % len,索引值就会自动进行循环。
另一个要注意的事项就是,在这样的设计下,队列头索引值始终指向队列的第一个元素,但队列尾索引值减一才指向队列的最后一个元素,而且当队尾索引值为零时,其”减一“后应该指向数组的最后一个元素。
![10.png 10.png](https://upload-images.jianshu.io/upload_images/11895466-5ae71327a19cce07.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)
class MyCircularQueue {private: int *data; // 存放循环队列的数据 int head; // 循环队列头 int tail; // 循环队列尾 int len; // 循环队列的最大长度 int count; // 循环队列的元素个数public: /** Initialize your data structure here. Set the size of the queue to be k. */ MyCircularQueue(int k) { data = new int[k]; head = 0; tail = 0; len = k; count = 0; } /** Insert an element into the circular queue. Return true if the operation is successful. */ bool enQueue(int value) { if (isFull()) //循环队列满 { return false; } else // 插入元素到队尾,队尾索引值增一,元素个数增一 { data[tail] = value; count++; tail = (tail + 1) % len; return true; } } /** Delete an element from the circular queue. Return true if the operation is successful. */ bool deQueue() { if (isEmpty()) //循环队列空 { return false; } else // 队头索引值增一,元素个数减一 { head = (head + 1) % len; count--; return true; } } /** Get the front item from the queue. */ int Front() { if (isEmpty()) //循环队列空 { return -1; } else { return data[head]; } } /** Get the last item from the queue. */ int Rear() { if (isEmpty()) //循环队列空 { return -1; } // 队尾元素位于队尾索引值减一的位置,但若队尾循环到索引 0 的位置,队尾元素位于数组最后 else { int temp = tail == 0 ? (len-1) : (tail-1); return data[temp]; } } /** Checks whether the circular queue is empty or not. */ bool isEmpty() { return count == 0; // 队列元素个数为零,队列空 } /** Checks whether the circular queue is full or not. */ bool isFull() { return count == len; // 队列元素个数为数组最大长度,队列满 }};/** * Your MyCircularQueue object will be instantiated and called as such: * MyCircularQueue obj = new MyCircularQueue(k); * bool param_1 = obj.enQueue(value); * bool param_2 = obj.deQueue(); * int param_3 = obj.Front(); * int param_4 = obj.Rear(); * bool param_5 = obj.isEmpty(); * bool param_6 = obj.isFull(); */
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