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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。

方法一：数组

class MyCircularQueue {

    int front;
    int rear;
    int capacity;
    int[] elements;

    public MyCircularQueue(int k) {
        capacity = k + 1;
        elements = new int[capacity];
        front = 0;
        rear = 0;
    }

    public boolean enQueue(int value) {
        if (isFull()) {
            return false;
        } else {
            elements[rear] = value;
            rear = (rear + 1) % capacity;
            return true;
        }
    }

    public boolean deQueue() {
        if (isEmpty()) {
            return false;
        } else {
            front = (front + 1) % capacity;
            return true;
        }
    }

    public int Front() {
        if (isEmpty()) {
            return -1;
        } else {
            return elements[front];
        }
    }

    public int Rear() {
        if (isEmpty()) {
            return -1;
        } else {
            return elements[(rear - 1 + capacity) % capacity];
        }
    }

    public boolean isEmpty() {
        return front == rear;
    }

    public boolean isFull() {
        return ((rear + 1) % capacity) == front;
    }
}

复杂度分析

时间复杂度：初始化和每项操作的时间复杂度均为 O(1)。

空间复杂度：O(k)，其中 k 为给定的队列元素数目。

方法二：链表

    class MyCircularQueue {
        private ListNode head;
        private ListNode tail;
        private int capacity;
        private int size;

        public MyCircularQueue(int k) {
            capacity = k;
            size = 0;
        }

        public boolean enQueue(int value) {
            if (isFull()) {
                return false;
            }
            ListNode node = new ListNode(value);
            if (head == null) {
                head = tail = node;
            } else {
                tail.next = node;
                tail = node;
            }
            size++;
            return true;
        }

        public boolean deQueue() {
            if (isEmpty()) {
                return false;
            }
            ListNode node = head;
            head = head.next;  
            size--;
            return true;
        }

        public int Front() {
            if (isEmpty()) {
                return -1;
            }
            return head.val;
        }

        public int Rear() {
            if (isEmpty()) {
                return -1;
            }
            return tail.val;
        }

        public boolean isEmpty() {
            return size == 0;
        }

        public boolean isFull() {
            return size == capacity;
        }
    }

复杂度分析

时间复杂度：初始化和每项操作的时间复杂度均为 O(1)。

空间复杂度：O(k)，其中 k 为给定的队列元素数目。