LC622 设计循环队列

题目描述

设计循环队列

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FIFI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。

解题思路

使用数组来实现队列，同head和tail分别指向队列头部和队列尾部后一个位置（待插入元素位置），head和tail保持递增，用head和tail对k取模来计算数组的下标。

实现

public class MyCircularQueue {
    ```
//用于存放队列元素
private int[] array;
//用于指向队列头部、尾部下一个位置（待插入元素）
private int head, tail;
//队列容量
private int size;

/**
 * 构造器，设置队列长度为k
 *
 * @param k
 */
public MyCircularQueue(int k) {
    array = new int[k];
    size = k;
    head = tail = 0;
}

/**
 * 向循环队列插入一个元素。如果成功插入返回真
 *
 * @param value
 * @return
 */
public boolean enQueue(int value) {
    if (isFull()) return false;
    array[tail++ % size] = value; //插入元素，tail后移
    return true;
}

/**
 * 从循环队列中删除一个元素。如果成功删除则返回真。
 * [注意]：删除元素要遵循先进先出的原则
 *
 * @return
 */
public boolean deQueue() {
    if (isEmpty()) return false;
    head++; // head后移
    return true;
}

/**
 * 从队首获取元素。如果队列为空，返回-1
 *
 * @return
 */
public int Front() {
    return isEmpty() ? -1 : array[head % size];

}

/**
 * 获取队尾元素。如果队列为空，返回-1。
 *
 * @return
 */
public int Rear() {
    return isEmpty() ? -1 : array[(tail - 1) % size];
}

/**
 * 检查循环队列是否为空
 *
 * @return
 */
public boolean isEmpty() {
    return tail == head ? true : false;
}

public boolean isFull() {
    return (tail - head) == size ? true : false;

}

public static void main(String[] args) {
        MyCircularQueue queue = new MyCircularQueue(3);
        System.out.println("enQueue: " + queue.enQueue(1));
        System.out.println("enQueue: " + queue.enQueue(2));
        System.out.println("enQueue: " + queue.enQueue(3));
        System.out.println("Rear: " + queue.Rear());
        System.out.println("deQueue: " + queue.deQueue());
        System.out.println("Rear: " + queue.Rear());
    }
}