LeeCode622:设计循环队列

出处

https://leetcode-cn.com/problems/design-circular-queue/

题目描述：

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。

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 

解题思路：用数组实现循环队列

1.如图为一个长度为8的循环数组，rear永远指向当前可以存放数据的位置。

当front == rear 时，我们认为数组为空。

2.为了判断是否数组满了，选择性牺牲下标为7号的数组空间来标志是否为满。

如果 (rear + 1)% 数组长度 == front 成立，我们认为数组满了。

3.push操作永远是通过rear，pop操作永远是通过front。

4. *** 需要注意的情况 ????**如果当前rear == 0，front == 1的情况，该如何获得队尾元素呢？

有两种方式：
(1)判断rear == 0 成立与否。
若成立，则返回 数组[长度 - 1] 位置的元素。
若不成立，则返回 [rear - 1] 位置的元素。
(2)
直接返回 [((rear + 数组长度）-1) % 数组长度]位置的元素

5.LeeCode题目要求不能有浪费空间，所有在构造器里设置数组长度时需要设置为 k + 1

实现代码如下:

package com.deng.main;/**
*
*/

/**
* @auther deng
* @date 2019/4/21 下午 02:43
*/

//此方案浪费了一个数组空间，LeeCode要求不能浪费空间，要在new数组时 k + 1
public class MyCircularQueue {
   private int front;  // 堆头下标
   private int rear;   //队尾下标
   private int[] elem; //  数组构成的队列
   private int usedSize;

   public MyCircularQueue(int k) {
       this.elem = new int[k];
       this.front = 0;
       this.rear = 0;
       this.usedSize = 0;
   }

   /** 将元素插入循环队列。如果操作成功，返回true */
   public boolean enQueue(int value) {
       if (isFull()) {
           return false;
       }
       this.elem[this.rear] = value;
       usedSize++;
       this.rear = (rear + 1) % this.elem.length;
       return  true;

   }

   /** 从循环队列中删除一个元素。如果操作成功，返回true。 */
   public boolean deQueue() {
       if (isEmpty()) {
           return false;
       }
       this.front = (this.front + 1) % this.elem.length;
       this.usedSize--;
       return true;
   }

   /** 获取队头元素 */
   public int Front() {
       if (isEmpty()) {
           return  -1;
       }
       return this.elem[this.front];
   }

   /** 获取队尾元素 */
   public int Rear() {
       if (isEmpty()) {
           return -1;
       }
       //int temp = ((this.rear + this.elem.length) -1) % this.elem.length;
//        return this.elem[temp];
       return this.rear == 0 ? this.elem[this.elem.length - 1] : this.elem[this.rear -1];

   }

   /** 是否为空 */
   public boolean isEmpty() {
       return this.front == this.rear;
   }

   /** 是否为满 */
   public boolean isFull() {
       return (rear + 1) % this.elem.length == this.front;
   }
}