<数据结构>刷题笔记栈和队列篇(三)

78 阅读3分钟

本文已参与「新人创作礼」活动,一起开启掘金创作之路。

1. 设计循环队列

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。

【链接】

622. 设计循环队列

【思路】

为了能用head和tail判断队列是满还是空,我们想要存放n个数据得开辟n+1个空间。 ==这样的话front=tail时是空,tail+1=front时(不越界的情况)是满,能够区别开== 这题用顺序表或链表都能实现,我为了更方便的找到尾元素就打算用顺序表(数组)实现一下,这个的要小心到了数组尾部要回到头部再走

请添加图片描述

【参考代码】

typedef struct {
    int* a;
    int front;
    int tail;
    int k;
} MyCircularQueue;

bool myCircularQueueIsEmpty(MyCircularQueue* obj);
bool myCircularQueueIsFull(MyCircularQueue* obj);

MyCircularQueue* myCircularQueueCreate(int k) {
    MyCircularQueue* obj = (MyCircularQueue*)malloc(sizeof(MyCircularQueue));
    obj->a = (int*)malloc(sizeof(int)*(k+1));
    obj->front = obj->tail = 0;
    obj->k = k;
    return obj;
}

bool myCircularQueueEnQueue(MyCircularQueue* obj, int value) {
    assert(obj);
    if(myCircularQueueIsFull(obj))
        return false;

    obj->a[obj->tail] = value;
    if(obj->tail == obj->k)
    {
        obj->tail = 0;
    }
    else
    {
        obj->tail++;
    }
    return true;

}

bool myCircularQueueDeQueue(MyCircularQueue* obj) {
    assert(obj);
    if(myCircularQueueIsEmpty(obj))
        return false;

    if(obj->front == obj->k)
    {
        obj->front = 0;
    }
    else
    {
        obj->front++;
    }
    return true;
}

int myCircularQueueFront(MyCircularQueue* obj) {
    assert(obj);
    if(!myCircularQueueIsEmpty(obj))
    {
        return obj->a[obj->front];
    }
    else
    {
        return -1;
    }
}

int myCircularQueueRear(MyCircularQueue* obj) {
    assert(obj);
    if(!myCircularQueueIsEmpty(obj))
    {
        if(obj->tail == 0)
        {
            return obj->a[obj->k];
        }
        else
        {
            return obj->a[obj->tail-1];
        }
    }
    else
    {
        return -1;
    }
}

bool myCircularQueueIsEmpty(MyCircularQueue* obj) {
    assert(obj);
    return obj->front == obj->tail;
}

bool myCircularQueueIsFull(MyCircularQueue* obj) {
    assert(obj);
    if(obj->tail == obj->k)
    {
        return obj->front == 0;
    }
    else
    {
        return obj->front == obj->tail+1;
    }
}

void myCircularQueueFree(MyCircularQueue* obj) {
    assert(obj);
    free(obj->a);
    free(obj);
    obj = NULL;
}

/**
 * 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);
*/