「这是我参与11月更文挑战的第11天，活动详情查看：2021最后一次更文挑战」
📝 题述：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：
1️⃣ MyCircularQueue(k): 构造器，设置队列长度为 k 。
2️⃣ Front: 从队首获取元素。如果队列为空，返回 -1 。
3️⃣ Rear: 获取队尾元素。如果队列为空，返回 -1 。
4️⃣ enQueue(value): 向循环队列插入一个元素。如果成功插入则返回真。
5️⃣ deQueue(): 从循环队列中删除一个元素。如果成功删除则返回真。
6️⃣ isEmpty(): 检查循环队列是否为空。
7️⃣ 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
1️⃣ 所有的值都在 0 至 1000 的范围内；
2️⃣ 操作数将在 1 至 1000 的范围内；
3️⃣ 请不要使用内置的队列库。
🧷 平台：Visual studio 2017 && windows
🔑 核心思想：
问题一，使用数组还是链表 ❔❓
这里使用数组和链表都可以，但是使用数组的缓存利用率更高，且用链表(单链表)实现某些接口时会很恶心
问题二，数组和链表怎么构成环形 ❔❓
1、需要两个指针，head指向下标0，tail指向下标3，tail只要超过数组长度，就回到head的位置
2、让链表的最后一个节点不再指向空，而是指向第一个节点
问题三，怎么判断满与不满，空与非空， head 和 tail 一开始都是指向起始位置，说明为空；当最后一块空间插入数据后，tail 回到起始位置，说明为满。这就形成了矛盾) ❔❓
无论是数组还是链表都额外给一块空间。 (注意这里只是形象的说法) 如果 tail == head 则为空；如果 tail + 1 == head 则为满
typedef struct {
int* a;//指向开辟的空间
int front;//首
int rear;//尾
int k; //记录当前有效数据个数
} MyCircularQueue;
//开辟空间
MyCircularQueue* myCircularQueueCreate(int k) {
//先malloc一块MyCircularQueue类型的空间
MyCircularQueue* q = (MyCircularQueue*)malloc(sizeof(MyCircularQueue));
//再malloc指定的k个int类型的空间(注意这里需要额外一块空间)
q->a = (int*)malloc(sizeof(int) * (k + 1));
//初始化
q->front = 0;
q->rear = 0;
q->k = k;
//返回结构体的地址
return q;
}
//判空
bool myCircularQueueIsEmpty(MyCircularQueue* obj) {
assert(obj);
//当front等于rear时，队列为空
return obj->front == obj->rear;
}
//判满
bool myCircularQueueIsFull(MyCircularQueue* obj) {
assert(obj);
//当front等于rear+1时则为满(但要防止rear+1越界)
return (obj->rear + 1) % (obj->k + 1) == obj->front;
}
//插入数据 - 不能插入返回false，能插入返回true
bool myCircularQueueEnQueue(MyCircularQueue* obj, int value) {
assert(obj);
//myCircularQueueIsFull判断队列是否为满
//满了，返回真
if(myCircularQueueIsFull(obj))
return false;
//不满，插入数据
obj->a[obj->rear] = value;
obj->rear++;
//当数组的最后一块空间插入数据时，rear++会越界
if(obj->rear == obj->k+1)
obj->rear = 0;
//至此，返回真
return true;
}
//删除数据 - 不能删除返回false，能删除返回true
bool myCircularQueueDeQueue(MyCircularQueue* obj) {
assert(obj);
//myCircularQueueIsEmpty判断队列是否为空
//空了，返回真，
if(myCircularQueueIsEmpty(obj))
return false;
//不空，删除数据，(这里只需要让front往后走即可)
obj->front++;
//当数组的最后一块空间删除数据时，front++会越界
if(obj->front == obj->k+1)
obj->front = 0;
//至此，返回真
return true;
}
//获取队头的数据
int myCircularQueueFront(MyCircularQueue* obj) {
assert(obj);
//如果队列为空返回-1
if(myCircularQueueIsEmpty(obj))
return -1;
//返回队头
return obj->a[obj->front];
}
//获取队尾的数据
int myCircularQueueRear(MyCircularQueue* obj) {
assert(obj);
//如果队列为空返回-1
if(myCircularQueueIsEmpty(obj))
return -1;
//获取队尾(这里myCircularQueueEnQueue插入数据后tail++，所以队尾是tail)
//prevRear记录前一个
int prevRear = obj->rear - 1;
//当rear是下标为0的那块空间时，prevRear就是k
if(obj->rear == 0)
prevRear = obj->k;
//返回队尾
return obj->a[prevRear];
}
//回收空间
void myCircularQueueFree(MyCircularQueue* obj) {
assert(obj);
//在上面的代码中我们malloc了两次的空间，先回收结构体内成员的空间，再回收结构体
free(obj->a);
free(obj);
}
/**
* Your MyCircularQueue struct will be instantiated and called as such:
* MyCircularQueue* obj = myCircularQueueCreate(k);
* bool param_1 = myCircularQueueEnQueue(obj, value);
* bool param_2 = myCircularQueueDeQueue(obj);
* int param_3 = myCircularQueueFront(obj);
* int param_4 = myCircularQueueRear(obj);
* bool param_5 = myCircularQueueIsEmpty(obj);
* bool param_6 = myCircularQueueIsFull(obj);
* myCircularQueueFree(obj);
*/
...
