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 1 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:把队列queue转变成循环队列,根据数据结构的基本知识,我们可以用两个指针head和tail分别指向队头和队尾,当插入一个元素时,队头指针head指向的是队头的元素,队尾指针tail指向的是队尾的下一个元素,当插入一个元素是,队尾指针+1,同理当删除一个元素时,队头指针+1。这样可以实现空间的复用,唯一的区别在于我们无法区分满队列和空队列,所以另外需要一个bool的reset变量来表示当前是否是空队列。
参考代码:
class MyCircularQueue {
public:
/** Initialize your data structure here. Set the size of the queue to be k. */
MyCircularQueue(int k) {
nums.resize(k);
tail = head = 0;
reset = true;
}
/** Insert an element into the circular queue. Return true if the operation is successful. */
bool enQueue(int value) {
if (isFull()) return false;
if (head == tail && reset) reset = false;
nums[tail] = value;
tail = (tail + 1) % nums.size();
return true;
}
/** Delete an element from the circular queue. Return true if the operation is successful. */
bool deQueue() {
if (isEmpty()) return false;
head = (head + 1) % nums.size();
if (head == tail && !reset) reset = true;
return true;
}
/** Get the front item from the queue. */
int Front() {
if (isEmpty()) return -1;
return nums[head];
}
/** Get the last item from the queue. */
int Rear() {
if (isEmpty()) return -1;
return nums[(tail+nums.size()-1)%nums.size()];
}
/** Checks whether the circular queue is empty or not. */
bool isEmpty() {
if (head == tail && reset) return true;
return false;
}
/** Checks whether the circular queue is full or not. */
bool isFull() {
if (head == tail && !reset) return true;
return false;
}
private:
vector<int> nums;
int tail;
int head;
bool reset;
};
/**
* Your MyCircularQueue object will be instantiated and called as such:
* MyCircularQueue obj = new MyCircularQueue(k);
* bool param_1 = obj.enQueue(value);
* bool param_2 = obj.deQueue();
* int param_3 = obj.Front();
* int param_4 = obj.Rear();
* bool param_5 = obj.isEmpty();
* bool param_6 = obj.isFull();
*/