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：

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 0 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。

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题解思路

rear为队列尾指针，该位置为空，便于添加新的元素，front为队列头指针。
初始rear与front均指向数组的0号位。
当队列添加元素时，在rear位添加，然后rear向后移动一位。
当队列添加最后一个位置的元素后rear会回到队列首位，即数组的0号位。

题解代码

 * @param {number} k
 */
var MyCircularQueue = function(k) {
  this.queue = Array(k + 1);//定义一个数组，长度是队列容量的k+1
  this.front = 0;//队列的头指针，初始指向数组的0位
  this.rear = 0;//队列的尾指针，初始指向数组的0位
  this.max = k;//队列的容量
};

/** 
 * @param {number} value
 * @return {boolean}
 */
MyCircularQueue.prototype.enQueue = function(value) {
  if(this.isFull()) return false;//队列满了则不能添加
  this.queue[this.rear] = value;//将队列的rear位赋值value

  //rear指针向后移动一位，由于是队列的循环的，
  //存在rear+1的数值大于队列容量，
  //因此对数组长度取模，保证rear的数值在数组的有效值内
  this.rear = (this.rear + 1) % (this.max + 1);
  return true;
};

/**
 * @return {boolean}
 */
MyCircularQueue.prototype.deQueue = function() {
  if(this.isEmpty()) return false;//空队列无法做删除
  //让队列头指针向后移动
  //存在front + 1的数值大于队列容量，
  //因此对数组长度取模，保证front的数值在数组的有效值内
  this.front = (this.front + 1) % (this.max + 1);
  return true;
};

/**
 * @return {number}
 */
MyCircularQueue.prototype.Front = function() {
  if(this.isEmpty()) return -1;//空队列返回-1
  return this.queue[this.front];//队列非空，front指针处的值即为队首元素
};

/**
 * @return {number}
 */
MyCircularQueue.prototype.Rear = function() {
  if(this.isEmpty()) return -1;//空队列返回-1

  //此处实际上应该是return this.queue[(this.rear - 1 + this.max + 1) % (this.max + 1)];
  //由于rear处为下一个添加元素位，所以rear - 1是此时队列最后一个元素的位置，
  //存在rear+1的数值大于队列容量，
  //因此对数组长度取模，保证rear的数值在数组的有效值内
  return this.queue[(this.rear + this.max) % (this.max + 1)];
};

/**
 * @return {boolean}
 */
MyCircularQueue.prototype.isEmpty = function() {
  //由于rear处为下一个添加元素位，所以rear-front即为队列元素的个数
  //由于是循环队列，存在rear<front,所以要+（max+1）保证数值的有效性
  //对数组长度取模后元素个数为0即为空队列
  return (this.rear - this.front + this.max + 1) % (this.max + 1) === 0;
};

/**
 * @return {boolean}
 */
MyCircularQueue.prototype.isFull = function() {
  //由于rear处为下一个添加元素位，所以rear-front即为队列元素的个数
  //由于是循环队列，存在rear<front,所以要+（max+1）保证数值的有效性
  //对数组长度取模后元素个数为队列最大容量即为满队列
  return (this.rear - this.front + this.max + 1) % (this.max + 1) === this.max;
};

[路飞]_LeetCode题622设计循环队列

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