【leetcode】设计循环队列以及双端循环队列

忘是亡心i 2021-10-03 02:02 400阅读 0赞

1.设计循环队列

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  
解题思路：增加一个空间用来判断是否为满，在这里空的条件是front==rear,判断满 的条件是(rear+1)%size = front.

class MyCircularQueue {
    
        /** Initialize your data structure here. Set the size of the queue to be k. */
       private  int[] list;
        int size,front,tail;
        public MyCircularQueue(int k){
            size = k+1;
            list = new int[k+1];
        }
        /** Insert an element into the circular queue. Return true if the operation is successful. */
        public boolean enQueue(int value) {
            if(isFull())
                return false;
            list[tail] = value;
            tail = (tail+1)%size;
            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 = front%size;
            return true;
        }
    
        /** Get the front item from the queue. */
        public int Front() {
            if(isEmpty())
                return -1;
            return list[front];
        }
    
        /** Get the last item from the queue. */
        public int Rear() {
            if(isEmpty())
                return -1;
            return list[(tail-1+size)%size];//tail一直指向写一个为空的地方，这里+size是为了防止空指针指向
        }
    
        /** Checks whether the circular queue is empty or not. */
        public boolean isEmpty() {
            return front == tail;
        }
    
        /** Checks whether the circular queue is full or not. */
        public boolean isFull() {
            return (tail+1)%list.length == front;
        }
    }
    
    /**
     * 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();
     */

2.设计循环双端队列

设计实现双端队列。  
你的实现需要支持以下操作：

MyCircularDeque(k)：构造函数,双端队列的大小为k。  
insertFront()：将一个元素添加到双端队列头部。 如果操作成功返回 true。  
insertLast()：将一个元素添加到双端队列尾部。如果操作成功返回 true。  
deleteFront()：从双端队列头部删除一个元素。 如果操作成功返回 true。  
deleteLast()：从双端队列尾部删除一个元素。如果操作成功返回 true。  
getFront()：从双端队列头部获得一个元素。如果双端队列为空，返回 -1。  
getRear()：获得双端队列的最后一个元素。 如果双端队列为空，返回 -1。  
isEmpty()：检查双端队列是否为空。  
isFull()：检查双端队列是否满了。  
示例：

MyCircularDeque circularDeque = new MycircularDeque(3); // 设置容量大小为3  
circularDeque.insertLast(1);                    // 返回 true  
circularDeque.insertLast(2);                    // 返回 true  
circularDeque.insertFront(3);                    // 返回 true  
circularDeque.insertFront(4);                    // 已经满了，返回 false  
circularDeque.getRear();                  // 返回 2  
circularDeque.isFull();                        // 返回 true  
circularDeque.deleteLast();                    // 返回 true  
circularDeque.insertFront(4);                    // 返回 true  
circularDeque.getFront();                // 返回 4

public class MyCircularDeque {
        private int [] list;
        int size,front,rear;
        /** Initialize your data structure here. Set the size of the deque to be k. */
        public MyCircularDeque(int k) {
            size  = k+1;
            list = new int[size];
        }
    
        /** Adds an item at the front of Deque. Return true if the operation is successful. */
        public boolean insertFront(int value) {
            if(isFull())
                return false;
            front = (front-1+size)%size;
            list[front] = value;
           
            return true;
        }
    
        /** Adds an item at the rear of Deque. Return true if the operation is successful. */
        public boolean insertLast(int value) {
            if(isFull())
                return false;
            list[rear] = value;
            rear = (rear+1)%size;
            return true;
        }
    
        /** Deletes an item from the front of Deque. Return true if the operation is successful. */
        public boolean deleteFront() {
            if(isEmpty())
                return false;
            front++;
            front = front%size;
            return true;
        }
    
        /** Deletes an item from the rear of Deque. Return true if the operation is successful. */
        public boolean deleteLast() {
            if(isEmpty())
                return false;
            rear--;
            rear = (rear+size)%size;
            return true;
        }
    
        /** Get the front item from the deque. */
        public int getFront() {
            if(isEmpty())
                return -1;
            return list[front];
        }
    
        /** Get the last item from the deque. */
        public int getRear() {
            if(isEmpty())
                return -1;
            return list[(rear-1+size)%size];
        }
    
        /** Checks whether the circular deque is empty or not. */
        public boolean isEmpty() {
            return front == rear;
        }
    
        /** Checks whether the circular deque is full or not. */
        public boolean isFull() {
            return (rear+1)%list.length == front;
        }
    }