【LeetCode】622.设计循环队列

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分析

道题说“循环”的意思是要求我们在数组里实现。

使用链表的实现，创建结点和删除结点都是动态的，也就不存在需要循环利用的问题了。

在数组里的操作，我们参考“动态数组”的实现来完成，主要是为了让每一步的操作复杂度都最低。只不过不要求我们实现动态扩容与缩容。

要注意的地方有：

1、定义循环变量 front 和 rear 。一直保持这个定义，到底是先赋值还是先移动指针就很容易想清楚了。

front：指向队列头部第 1 个有效数据的位置；
rear：指向队列尾部（即最后 1 个有效数据）的下一个位置，即下一个从队尾入队元素的位置。

（说明：这个定义是依据“动态数组”的定义模仿而来。）

2、为了避免“队列为空”和“队列为满”的判别条件冲突，我们有意浪费了一个位置。

浪费一个位置是指：循环数组中任何时刻一定至少有一个位置不存放有效元素。

• 判别队列为空的条件是：front == rear;
• 判别队列为满的条件是：(rear + 1) % capacity == front;。可以这样理解，当 rear 循环到数组的前面，要从后面追上 front，还差一格的时候，判定队列为满。

3、因为有循环的出现，要特别注意处理数组下标可能越界的情况。指针后移的时候，索引 + 1，并且要注意取模。

参考代码

public class MyCircularQueue {

    private int front;
    private int rear;
    private int capacity;
    private int[] arr;

    /**
     * Initialize your data structure here. Set the size of the queue to be k.
     */
    public MyCircularQueue(int k) {
        capacity = k + 1;
        arr = new int[capacity];

        // 在 front 出队，故设计在数组的头部，方便删除元素
        // 删除元素的时候，只索引 +1（注意取模）


        // 在 rear 入队，故设计在数组的尾部，方便插入元素
        // 插入元素的时候，先赋值，后索引 +1（注意取模）
        front = 0;
        rear = 0;
    }

    /**
     * Insert an element into the circular queue. Return true if the operation is successful.
     */
    public boolean enQueue(int value) {
        if (isFull()) {
            return false;
        }
        arr[rear] = value;
        rear = (rear + 1) % capacity;
        return true;
    }

    /**
     * Delete an element from the circular queue. Return true if the operation is successful.
     */
    public boolean deQueue() {
        if (isEmpty()) {
            return false;
        }
        front = (front + 1) % capacity;
        return true;
    }

    /**
     * Get the front item from the queue.
     */
    public int Front() {
        if (isEmpty()) {
            return -1;
        }
        return arr[front];
    }

    /**
     * Get the last item from the queue.
     */
    public int Rear() {
        if (isEmpty()) {
            return -1;
        }
        return arr[(rear - 1 + capacity) % capacity];
    }

    /**
     * Checks whether the circular queue is empty or not.
     */
    public boolean isEmpty() {
        return front == rear;
    }

    /**
     * Checks whether the circular queue is full or not.
     */
    public boolean isFull() {
        // 注意：这是这个经典设计的原因
        return (rear + 1) % capacity == front;
    }
}