【数据结构】栈和队列相关练习题：设计循环队列

要求：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。

分析：

按理说，队列更适合用链表来完成，但是设计循环队列是，要注意一个问题，就是它得留一个空间，用来区分该队列是空还是满，实现时，如果要用链表的话，好要开辟新的节点等，比较麻烦，所以相对而言，循环对列更适合用数组来实现。具体实现代码如下：

typedef struct {
    int* queue;
    int front;
    int rear;
    int k;
} MyCircularQueue;

/** Initialize your data structure here. Set the size of the queue to be k. */
MyCircularQueue* myCircularQueueCreate(int k) {
    MyCircularQueue* pcq=( MyCircularQueue*)malloc(sizeof( MyCircularQueue));
    pcq->queue=(int*)malloc(sizeof(int)*(k+1));
    pcq->front=0;
    pcq->rear=0;
    pcq->k=k;
    return pcq;
}

/** Insert an element into the circular queue. Return true if the operation is successful. */
bool myCircularQueueEnQueue(MyCircularQueue* obj, int value) {
   if((obj->rear+1)%(obj->k+1)==obj->front)//当头和尾是紧挨着的时候就不能入数据了
   {
       return false;
   }
    obj->queue[obj->rear]=value;
    obj->rear++;
    if(obj->rear==obj->k+1)
    {
        obj->rear=0;
    }
    return true;
}

/** Delete an element from the circular queue. Return true if the operation is successful. */
bool myCircularQueueDeQueue(MyCircularQueue* obj) {
    
    if(obj->front==obj->rear)//为空时
    {
        return false;
    }
    obj->front++;//删除
    if(obj->front==obj->k+1)//当front走到k+1时，把front置为0，让它构成环形
    {
        obj->front=0;
    }
     return true;
}

/** Get the front item from the queue. */
int myCircularQueueFront(MyCircularQueue* obj) {
   if(obj->front==obj->rear)
   {
       return -1;
   }
    else
    {
        return obj->queue[obj->front];
    }
}

/** Get the last item from the queue. */
int myCircularQueueRear(MyCircularQueue* obj) {
    if(obj->front==obj->rear)
   {
       return -1;
   }
    if(obj->rear==0)
    {
        return obj->queue[obj->k];
    } 
    else
    {
        return obj->queue[obj->rear-1];
    }
 
}

/** Checks whether the circular queue is empty or not. */
bool myCircularQueueIsEmpty(MyCircularQueue* obj) {
    if(obj->front==obj->rear)
    {
        return true;
    }
    else
    {
        return false;
    }
}

/** Checks whether the circular queue is full or not. */
bool myCircularQueueIsFull(MyCircularQueue* obj) {
    if((obj->rear+1)%(obj->k+1)==obj->front)
    {
        return true;
    }
    else
    {
        return false;
    }
    
}

void myCircularQueueFree(MyCircularQueue* obj) {
    free(obj->queue);
    obj->queue=NULL;
    free(obj);    
}

/**
 * Your MyCircularQueue struct will be instantiated and called as such:
 * struct MyCircularQueue* obj = myCircularQueueCreate(k);
 * bool param_1 = myCircularQueueEnQueue(obj, value);
 * bool param_2 = myCircularQueueDeQueue(obj);
 * int param_3 = myCircularQueueFront(obj);
 * int param_4 = myCircularQueueRear(obj);
 * bool param_5 = myCircularQueueIsEmpty(obj);
 * bool param_6 = myCircularQueueIsFull(obj);
 * myCircularQueueFree(obj);
 */

ojl链接：https://leetcode-cn.com/problems/design-circular-queue/

【数据结构】栈和队列相关练习题：设计循环队列

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