622. 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

提示:

• 所有的值都在 0 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。

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/design-circular-queue/
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• 设计循环队列

思路：

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public class MyCircularQueue {

    private int[] data;
    private int head;   //头指针
    private int tail;   //尾指针
    private int size;

    /** Initialize your data structure here. Set the size of the queue to be k. */
    public MyCircularQueue(int k) {
        //有意浪费一个空间
        data = new int[k + 1];
        size = 0;
        head = 0;
        tail = 0;
    }

    /** Insert an element into the circular queue. Return true if the operation is successful. */
    public boolean enQueue(int value) {
        //如果队列已满
        if (isFull()) return false;
        data[tail] = value;
        tail = (tail + 1) % data.length;
        size++;
        return true;
    }

    /** Delete an element from the circular queue. Return true if the operation is successful. */
    public boolean deQueue() {
        if (isEmpty()) return false;
        //int res = data[head];
        head = (head + 1) % data.length;
        size--;
        return true;
    }

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

    /** Get the last item from the queue. */
    public int Rear() {
        if (isEmpty()) return -1;
        System.out.println(data.length);
        if (tail != 0) return data[tail - 1];
        else return data[data.length - 1];
    }

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

    /** Checks whether the circular queue is full or not. */
    public boolean isFull() {
        return (tail + 1) % data.length == head;
    }
}

复杂度分析：

• 时间复杂度：O(1)，循环队列的入队出队操作都是O(1)的时间复杂度（该题不涉及扩容操作）

• 空间复杂度：O(n), 开辟的数组空间

• 测试用例

public static void main(String[] args) {
        MyCircularQueue circularQueue = new MyCircularQueue(3); // 设置长度为 3
        circularQueue.enQueue(1);
        circularQueue.enQueue(2);
        circularQueue.enQueue(3);
        circularQueue.enQueue(4);
        circularQueue.Rear();
//        System.out.println(circularQueue.Rear());
        circularQueue.isFull();
        circularQueue.deQueue();
        circularQueue.enQueue(4);
        circularQueue.Rear();
    }

• 结果

true
true
true
false
3
true
true
true
4

• 源码

• 我会每天更新新的算法，并尽可能尝试不同解法，如果发现问题请指正

• Github