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LeetCode 622——设计循环队列
阅读量:7126 次
发布时间:2019-06-28

本文共 3414 字,大约阅读时间需要 11 分钟。

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

9.png

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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