队列习题 -- 设计循环队列

一、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。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：

1. MyCircularQueue(k): 构造器，设置队列长度为 k 。
2. Front: 从队首获取元素。如果队列为空，返回 -1 。
3. Rear: 获取队尾元素。如果队列为空，返回 -1 。
4. enQueue(value): 向循环队列插入一个元素。如果成功插入则返回真。
5. deQueue(): 从循环队列中删除一个元素。如果成功删除则返回真。
6. isEmpty(): 检查循环队列是否为空。
7. isFull(): 检查循环队列是否已满。

来源：力扣（LeetCode） 链接：leetcode-cn.com/problems/de…

二、代码

package CirArrayQueue;

/**
 * @ Created with IntelliJ IDEA
 * @ Description:用数组模拟队列
 * @ CreateTime: 2021/5/27
 * @ Time 22:57
 */
public class MyQueue1 {
    /**
     * 用数组模拟队列，将会使用到循环数组，否则对于删除每个数据都需要进行 n - 1 个数据的移动，很不方便。
     * 所以采用循环数组来模拟队列
     * 设计思路：
     * 设计一个数组，长度为 k + 1，但有一个空间被用来证明数组是否已经满了(牺牲了一个空间的大小)
     * 设置两个指针，分别为 front和 rear，front代表队首元素，而 rear代表队尾元素，也就是即将要加入的元素的下标
     */
    public int[] array;
    public int rear = 0;
    public int front = 0;


    /**
     * 构造器，设置队列长度为 k 。
     * @param k
     */
    public MyQueue1(int k) {
        array = new int[k + 1];
    }

    public int size() {
        return array.length;
    }
    /**
     * 向循环队列插入一个元素。如果成功插入则返回真。
     * @param value
     * @return
     */
    public boolean enQueue(int value) {
        if(isFull()) {
            return false;
        }
        array[rear] = value;
        rear = (rear + 1) % array.length;
        return true;
    }

    /**
     * 从循环队列中删除一个元素。如果成功删除则返回真。
     * @return
     */
    public boolean deQueue() {
        if(isEmpty()) {
            return false;
        }
        front = (front + 1) % array.length;
        return true;
    }

    /**
     * 从队首获取元素。如果队列为空，返回 -1
     * @return
     */
    public int Front() {
        if(isEmpty()) {
            return -1;
        }
        return array[front];
    }

    /**
     * 获取队尾元素。如果队列为空，返回 -1
     * @return
     */
    public int Rear() {
        if(isEmpty()) {
            return -1;
        }
//        if(rear == 0) {
//            return array[array.length - 1];
//        }
//        else {
//            return array[rear - 1];
//        }
        int index = (rear - 1 + array.length) % array.length;
        return array[index];
    }

    /**
     * 检查循环队列是否为空
     * @return
     */
    public boolean isEmpty() {
        if(rear == front) {
            return true;
        }
        return false;
    }

    /**
     * 检查循环队列是否已满
     * (rear + 1)  % size == front 说明队列为满
     * @return
     */
    public boolean isFull() {
        if((rear + 1) % array.length == front) {
            return true;
        }
        return false;
    }
}