从零开始算法之路 ---- 设计循环双端队列

Dear 丶 2021-11-14 10:58 356阅读 0赞

**题源:** 力扣(LeetCode）[https://leetcode-cn.com/problems/design-circular-deque][https_leetcode-cn.com_problems_design-circular-deque]  
**题目描述:**  
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。  
**思路**：循环双端队列，实质上就是循环队列（在队头和队尾都可以进队列和出队列的循环队列），循环队列详情请看我上一篇博客：[从零开始算法之路 ---- 设计循环队列][----]

##### 小提示: 1.循环队列最多只能存放 maxSize - 1 个元素 #####

**代码：**

class MyCircularDeque { 
    	private:
    		// 定义对头指针、队尾指针、队列最大存储数 
    		int front,rear;
    		int *elements;
    		int maxSize; 
    
    	public:
    	    /** Initialize your data structure here. Set the size of the deque to be k. */
    	    MyCircularDeque(int k) { 
    	    	// 初始化 对头指针、队尾指针、队列最大存储数
    	    	front = 0;
    	    	rear = 0;
    	    	// 循环队列最多能存储 maxSize - 1 个元素，
    		    // 所以想要存 k 个元素 ，maxSize 得等于 k + 1
    	    	maxSize = k + 1;
    	    	// 建立一个最多具有 k 个元素的空队列
    	    	// 创建队列空间
    	    	elements = new int[maxSize];	    		    	        
    	    }
    	    
    	    /** Adds an item at the front of Deque. Return true if the operation is successful. */
    	    bool insertFront(int value) { 
    	    	// 判断队列是否满，满则返回 
    	        if(isFull() == true) return false;
    	        // 队头进元素，队头指针减 1
    			front =  (front - 1 + maxSize)%maxSize;
    			// 元素从队头进队列 
    			elements[front] = value; 
    			return true;
    	    }
    	    
    	    /** Adds an item at the rear of Deque. Return true if the operation is successful. */
    	    bool insertLast(int value) { 
    	    	// 判断队列是否满，满则返回 false
    	        if(isFull() == true) return false; 
    	         // 元素从队尾进队列
    	        elements[rear] = value;
    	        // 队尾进元素，队尾指针 加 1 
    	        rear = (rear + 1) % maxSize;
    			return true;	       			 	        
    	    }
    	    
    	    /** Deletes an item from the front of Deque. Return true if the operation is successful. */
    	    bool deleteFront() { 
    	    	// 判断队列是否空，空则返回 false
    			if( isEmpty() == true) return false;
    			// 保存队头元素 
    			int x = elements[front]; 
    	    	// 队头元素出队列，队头指针 进 1
    			front = (front + 1) % maxSize;
    			return true; 	    		        
    	    }
    	    
    	    /** Deletes an item from the rear of Deque. Return true if the operation is successful. */
    	    bool deleteLast() { 
    	    	// 判断队列是否空，空则返回 false
    			if( isEmpty() == true) return false;
    			// 队尾元素出队列，队尾指针 减 1
    			rear =  (rear - 1 + maxSize)%maxSize ;
    			return true;			 
    	    	}
    	    
    	    /** Get the front item from the deque. */
    	    int getFront() { 
    	        // 判断队列是否空，空则返回 false
    			if( isEmpty() == true) return -1;
    			// 返回队头元素 
    			return elements[front];
    	    }
    	    
    	    /** Get the last item from the deque. */
    	    int getRear() { 
    	         // 判断队列是否空，空则返回 false
    			if( isEmpty() == true) return -1;
    			// 返回队尾元素
    			return elements[(rear - 1 + maxSize)%maxSize]; 
    	    }
    	    
    	    /** Checks whether the circular deque is empty or not. */
    	    bool isEmpty() { 
    	    	return (rear == front)? true : false;	        
    	    }
    	    
    	    /** Checks whether the circular deque is full or not. */
    	    bool isFull() { 
    	    	return ((rear + 1)%maxSize == front) ? true : false; 
    	        
    	    }
    };
    
    /** * Your MyCircularDeque object will be instantiated and called as such: * MyCircularDeque* obj = new MyCircularDeque(k); * bool param_1 = obj->insertFront(value); * bool param_2 = obj->insertLast(value); * bool param_3 = obj->deleteFront(); * bool param_4 = obj->deleteLast(); * int param_5 = obj->getFront(); * int param_6 = obj->getRear(); * bool param_7 = obj->isEmpty(); * bool param_8 = obj->isFull(); */

[https_leetcode-cn.com_problems_design-circular-deque]: https://leetcode-cn.com/problems/design-circular-deque
[----]: https://blog.csdn.net/weixin_40916641/article/details/97752303