622. 设计循环队列
641. 设计循环双端队列

题目描述

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 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。

思路

使用数组作为循环队列
假设需要容量为k的循环队列，则使用长度为k + 1的数组

  1. //初始化
  2. int n = k + 1;
  3. int[] q = new int[n];
  4. int hh = 0, tt = 0;    //一开始头指针和尾指针都指向0
  6. //空队列判断
  7. return hh == tt;    //当队头队尾指向相同下标时队列为空
  9. //满队列
  10. return (tt + 1) % n == hh;    //当队尾指向队头的前一个位置时队列为空，意思是有一个位置什么也不放
  12. //插入
  13. if (!isFull()) {
  14.      q[tt++] = val;
  15.     tt = tt == n ? 0 : tt;
  16. }
  18. //取出队头元素
  19. if (!isEmpty()) {
  20.      int val = q[hh++];
  21.     hh = hh == n ? 0 : hh;
  22.     return val;
  23. }

实现

  1. class MyCircularQueue {
  2.     private int[] q;
  3.     private int len;
  4.     private int hh, tt;
  5.     public MyCircularQueue(int k) {
  6.         len = k + 1;
  7.         q = new int[len];
  8.         hh = 0;
  9.         tt = 0;
  10.     }
  12.     public boolean enQueue(int value) {
  13.         if (!isFull()) {
  14.             q[tt++] = value;
  15.             tt = tt == len ? 0 : tt;
  16.             return true;
  17.         }
  18.         return false;
  19.     }
  21.     public boolean deQueue() {
  22.         if (!isEmpty()) {
  23.             hh = (hh + 1) % len;
  24.             return true;
  25.         }
  26.         return false;
  27.     }
  29.     public int Front() {
  30.         if (isEmpty())
  31.             return -1;
  32.         return q[hh];
  33.     }
  35.     public int Rear() {
  36.         if (isEmpty())
  37.             return -1;
  38.         int idx = tt == 0 ? len - 1 : tt - 1;
  39.         return q[idx];
  40.     }
  42.     public boolean isEmpty() {
  43.         return hh == tt;
  44.     }
  46.     public boolean isFull() {
  47.         return (tt + 1) % len == hh;
  48.     }
  49. }
  51. /**
  52.  * Your MyCircularQueue object will be instantiated and called as such:
  53.  * MyCircularQueue obj = new MyCircularQueue(k);
  54.  * boolean param_1 = obj.enQueue(value);
  55.  * boolean param_2 = obj.deQueue();
  56.  * int param_3 = obj.Front();
  57.  * int param_4 = obj.Rear();
  58.  * boolean param_5 = obj.isEmpty();
  59.  * boolean param_6 = obj.isFull();
  60.  */