leetcode-622. 设计循环队列

269 阅读2分钟

题目

622. 设计循环队列

难度中等

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

思路

就是一个设计数据结构的题,了解过队列的基本实现原理的话这个题还是很容易的。

如果是用链表来实现的话就更为容易了,也没有什么循环不循环的问题了,需要维护一个指向队列头节点的指针和一个指向尾节点的指针、记录一下队列中的元素个数就行了。

题目的本意应该是想让我们用一个定长的数组来实现循环队列。
实现一个大小为 k 的循环队列需要一个长度为 k+1 的数组,如此才能够区分空状态和满状态。

需要维护的字段:

  • q 存放队列元素的数组
  • fr 头元素的下标
  • ed 尾元素的下标
  • mod 模数,它的大小等于 k+1 ,以此可以实现循环,

实现

type MyCircularQueue struct {
    q []int 
    fr int 
    ed int 
    mod int 
}


func Constructor(k int) MyCircularQueue {
    q := make([]int, k+1)
    return MyCircularQueue{
        q:q,
        fr:0,
        ed:k,
        mod:k+1,
    }
}


func (this *MyCircularQueue) EnQueue(value int) bool {
    if this.IsFull() {
        return false
    }

    this.ed = (this.ed + 1) % this.mod
    this.q[this.ed] = value
    return true
}


func (this *MyCircularQueue) DeQueue() bool {
    if this.IsEmpty() {
        return false
    }

    this.fr = (this.fr + 1) % this.mod
    return true
}


func (this *MyCircularQueue) Front() int {
    if this.IsEmpty() {
        return -1
    }
    return this.q[this.fr]
}


func (this *MyCircularQueue) Rear() int {
    if this.IsEmpty() {
        return -1
    }
    return this.q[this.ed]
}


func (this *MyCircularQueue) IsEmpty() bool {
    return this.fr == (this.ed + 1) % this.mod
}


func (this *MyCircularQueue) IsFull() bool {
    return this.fr == (this.ed + 2) % this.mod
}