力扣每日一题0814-641. 设计循环双端队列

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设计实现双端队列。

实现 MyCircularDeque 类:

  • MyCircularDeque(int k) :构造函数,双端队列最大为 k
  • boolean insertFront():将一个元素添加到双端队列头部。 如果操作成功返回 true ,否则返回 false
  • boolean insertLast():将一个元素添加到双端队列尾部。如果操作成功返回 true ,否则返回 false
  • boolean deleteFront() :从双端队列头部删除一个元素。 如果操作成功返回 true ,否则返回 false
  • boolean deleteLast() :从双端队列尾部删除一个元素。如果操作成功返回 true ,否则返回 false
  • int getFront() ):从双端队列头部获得一个元素。如果双端队列为空,返回 -1 。
  • int getRear() :获得双端队列的最后一个元素。 如果双端队列为空,返回 -1
  • boolean isEmpty() :若双端队列为空,则返回 true ,否则返回 false  。
  • boolean isFull() :若双端队列满了,则返回 true ,否则返回 false

示例 1:

输入

["MyCircularDeque", "insertLast", "insertLast", "insertFront", "insertFront", "getRear", "isFull", "deleteLast", "insertFront", "getFront"]
[[3], [1], [2], [3], [4], [], [], [], [4], []]
输出
[null, true, true, true, false, 2, true, true, true, 4]

解释
MyCircularDeque circularDeque = new MycircularDeque(3); // 设置容量大小为3
circularDeque.insertLast(1);			        // 返回 true
circularDeque.insertLast(2);			        // 返回 true
circularDeque.insertFront(3);			        // 返回 true
circularDeque.insertFront(4);			        // 已经满了,返回 false
circularDeque.getRear();  				// 返回 2
circularDeque.isFull();				        // 返回 true
circularDeque.deleteLast();			        // 返回 true
circularDeque.insertFront(4);			        // 返回 true
circularDeque.getFront();				// 返回 4

数组

对于一个固定大小的数组,只要知道队尾 rear\textit{rear} 与队首 front\textit{front},即可计算出队列当前的长度:

(rearfront+capacity)modcapacity(rear−front+capacity)\bmod capacity

循环双端队列与循环队列的属性一致:

  • elements:一个固定大小的数组,用于保存循环队列的元素。
  • capacity:循环队列的容量,即队列中最多可以容纳的元素数量。
  • front:队列首元素对应的数组的索引。
  • rear:队列尾元素对应的索引的下一个索引。

循环双端队列的接口方法如下:

  • MyCircularDeque(int k):初始化队列,同时 base\textit{base} 数组的空间初始化大小为 k+1k + 1front,rear\textit{front},\textit{rear} 全部初始化为 00
  • insertFront(int value):队列未满时,在队首插入一个元素。我们首先将队首 front\textit{front} 移动一个位置,更新队首索引为 front\textit{front} 更新为 (front1+capacity)modcapacity(\textit{front} - 1 + \textit{capacity}) \bmod \textit{capacity}
  • insertLast(int value):队列未满时,在队列的尾部插入一个元素,并同时将队尾的索引 rear\textit{rear}rear 更新为(rear+1)modcapacity(\textit{rear} + 1) \bmod \textit{capacity}
  • deleteFront():队列不为空时,从队首删除一个元素,并同时将队首的索引 front\textit{front} 更新为 (front+1)modcapacity(\textit{front} + 1) \bmod \textit{capacity}
  • deleteLast():队列不为空时,从队尾删除一个元素。并同时将队尾的索引 rear\textit{rear} 更新为 (rear1+capacity)modcapacity(rear - 1 + capacity) \bmod \textit{capacity}
  • getFront():返回队首的元素,需要检测队列是否为空。
  • getRear():返回队尾的元素,需要检测队列是否为空。
  • isEmpty():检测队列是否为空,根据之前的定义只需判断 rear\textit{rear} 是否等于 front\textit{front}
  • isFull():检测队列是否已满,根据之前的定义只需判断 front\textit{front} 是否等于 (rear+1)modcapacity(\textit{rear} + 1) \bmod \textit{capacity}
var MyCircularDeque = function(k) {
    this.capacity = k + 1;
    this.rear = this.front = 0;
    this.elements = new Array(k + 1).fill(0);
};

MyCircularDeque.prototype.insertFront = function(value) {
    if (this.isFull()) {
        return false;
    }
    this.front = (this.front - 1 + this.capacity) % this.capacity;
    this.elements[this.front] = value;
    return true;
};

MyCircularDeque.prototype.insertLast = function(value) {
    if (this.isFull()) {
        return false;
    }
    this.elements[this.rear] = value;
    this.rear = (this.rear + 1) % this.capacity;
    return true;
};

MyCircularDeque.prototype.deleteFront = function() {
    if (this.isEmpty()) {
        return false;
    }
    this.front = (this.front + 1) % this.capacity;
    return true;
};

MyCircularDeque.prototype.deleteLast = function() {
    if (this.isEmpty()) {
        return false;
    }
    this.rear = (this.rear - 1 + this.capacity) % this.capacity;
    return true;
};

MyCircularDeque.prototype.getFront = function() {
    if (this.isEmpty()) {
        return -1;
    }
    return this.elements[this.front];
};

MyCircularDeque.prototype.getRear = function() {
    if (this.isEmpty()) {
        return -1;
    }
    return this.elements[(this.rear - 1 + this.capacity) % this.capacity];
};

MyCircularDeque.prototype.isEmpty = function() {
    return this.rear == this.front;
};

MyCircularDeque.prototype.isFull = function() {
    return (this.rear + 1) % this.capacity == this.front;
};