题目：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。
解题思路
按给定需要支持的操作来看就是常规的循环队列，用模运算进行环形入队出队即可，没有什么特殊的技巧。对下标进行加法运算时问题不大，但进行减法运算时必须要注意保证下标最终值是非负数（如取队尾元素的操作需要作减法）
代码实现
class MyCircularQueue {
private int[] queue;
private int front;
private int rear;
private int size;
public MyCircularQueue(int k) {
if (k < 0) {
throw new IllegalArgumentException("size overflow");
}
queue = new int[k + 1];
size = k + 1;
front = rear = 0;
}
public boolean enQueue(int value) {
if (this.isFull()) {
return false;
}
queue[this.rear++] = value;
this.rear %= this.size;
return true;
}
public boolean deQueue() {
if (this.isEmpty()) {
return false;
}
++this.front;
this.front %= this.size;
return true;
}
public int Front() {
if (this.isEmpty()) {
return -1;
}
return this.queue[this.front];
}
public int Rear() {
if (this.isEmpty()) {
return -1;
}
return this.queue[(this.rear - 1 + this.size) % this.size];
}
public boolean isEmpty() {
return this.rear == this.front;
}
public boolean isFull() {
return (this.rear + 1) % this.size == this.front;
}
}
运行结果
复杂度分析
- 空间复杂度：O(n)
- 时间复杂度：O(n)
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