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622. 设计循环队列

English Version

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。

解法

“循环数组”实现。

Python3

class MyCircularQueue:

    def __init__(self, k: int):
        self.q = [0] * k
        self.front = 0
        self.size = 0
        self.capacity = k

    def enQueue(self, value: int) -> bool:
        if self.isFull():
            return False
        idx = (self.front + self.size) % self.capacity
        self.q[idx] = value
        self.size += 1
        return True

    def deQueue(self) -> bool:
        if self.isEmpty():
            return False
        self.front = (self.front + 1) % self.capacity
        self.size -= 1
        return True

    def Front(self) -> int:
        if self.isEmpty():
            return -1
        return self.q[self.front]

    def Rear(self) -> int:
        if self.isEmpty():
            return -1
        idx = (self.front + self.size - 1) % self.capacity
        return self.q[idx]

    def isEmpty(self) -> bool:
        return self.size == 0

    def isFull(self) -> bool:
        return self.size == self.capacity


# Your MyCircularQueue object will be instantiated and called as such:
# obj = MyCircularQueue(k)
# param_1 = obj.enQueue(value)
# param_2 = obj.deQueue()
# param_3 = obj.Front()
# param_4 = obj.Rear()
# param_5 = obj.isEmpty()
# param_6 = obj.isFull()

Java

class MyCircularQueue {
    private int[] q;
    private int front;
    private int size;
    private int capacity;

    public MyCircularQueue(int k) {
        q = new int[k];
        capacity = k;
    }
    
    public boolean enQueue(int value) {
        if (isFull()) {
            return false;
        }
        int idx = (front + size) % capacity;
        q[idx] = value;
        ++size;
        return true;
    }
    
    public boolean deQueue() {
        if (isEmpty()) {
            return false;
        }
        front = (front + 1) % capacity;
        --size;
        return true;
    }
    
    public int Front() {
        if (isEmpty()) {
            return -1;
        }
        return q[front];
    }
    
    public int Rear() {
        if (isEmpty()) {
            return -1;
        }
        int idx = (front + size - 1) % capacity;
        return q[idx];
    }
    
    public boolean isEmpty() {
        return size == 0;
    }
    
    public boolean isFull() {
        return size == capacity;
    }
}

/**
 * Your MyCircularQueue object will be instantiated and called as such:
 * MyCircularQueue obj = new MyCircularQueue(k);
 * boolean param_1 = obj.enQueue(value);
 * boolean param_2 = obj.deQueue();
 * int param_3 = obj.Front();
 * int param_4 = obj.Rear();
 * boolean param_5 = obj.isEmpty();
 * boolean param_6 = obj.isFull();
 */

...