leetcode 探索 隊列和棧 設計循環隊列

題目

設計你的循環隊列實現。 循環隊列是一種線性數據結構，其操作表現基於 FIFO（先進先出）原則並且隊尾被連接在隊首之後以形成一個循環。它也被稱爲“環形緩衝器”。

循環隊列的一個好處是我們可以利用這個隊列之前用過的空間。在一個普通隊列裏，一旦一個隊列滿了，我們就不能插入下一個元素，即使在隊列前面仍有空間。但是使用循環隊列，我們能使用這些空間去存儲新的值。

你的實現應該支持如下操作：

MyCircularQueue(k): 構造器，設置隊列長度爲 k 。
Front: 從隊首獲取元素。如果隊列爲空，返回 -1 。
Rear: 獲取隊尾元素。如果隊列爲空，返回 -1 。
enQueue(value): 向循環隊列插入一個元素。如果成功插入則返回真。
deQueue(): 從循環隊列中刪除一個元素。如果成功刪除則返回真。
isEmpty(): 檢查循環隊列是否爲空。
isFull(): 檢查循環隊列是否已滿。

來源：力扣（LeetCode）
鏈接：https://leetcode-cn.com/problems/design-circular-queue

分析

循環隊列的要點在於隊列的head和tail的計算，每次enqueue，head要加1，並且要模上整個queue的長度Size，這樣長度就不會溢出，然後長度加1。每次dequeue，則count減去1，tail的index就是 (head+count - 1) % Size。是不是full，就看count == Size，是不是空，則count == 0。

解法

type MyCircularQueue struct {
    Size int
    Count int
    Head int
    Queue []int
}


/** Initialize your data structure here. Set the size of the queue to be k. */
func Constructor(k int) MyCircularQueue {
    m := MyCircularQueue{
        Size: k,
        Head: 0,
        Count: 0,
    }
    m.Queue = make([]int, k)
    return m
}


/** Insert an element into the circular queue. Return true if the operation is successful. */
func (this *MyCircularQueue) EnQueue(value int) bool {
    if this.IsFull() {
        return false
    }
    this.Queue[(this.Head + this.Count)%this.Size] = value
    this.Count++
    
    //fmt.Printf("enqueue: head: %d, count: %d, %v\n", this.Head, this.Count, this.Queue)
    return true
}


/** Delete an element from the circular queue. Return true if the operation is successful. */
func (this *MyCircularQueue) DeQueue() bool {
    if this.IsEmpty() {
        return false
    }
    this.Head = (this.Head + 1)%this.Size
    this.Count--
    //fmt.Printf("dequeue: head: %d, count: %d, %v\n", this.Head, this.Count, this.Queue)
    return true
}


/** Get the front item from the queue. */
func (this *MyCircularQueue) Front() int {
    if this.IsEmpty() {
        return -1
    }
    return this.Queue[this.Head]
}


/** Get the last item from the queue. */
func (this *MyCircularQueue) Rear() int {
    if this.IsEmpty() {
        return -1
    }
    return this.Queue[(this.Head+this.Count-1)%this.Size]
}


/** Checks whether the circular queue is empty or not. */
func (this *MyCircularQueue) IsEmpty() bool {
    return this.Count == 0
}


/** Checks whether the circular queue is full or not. */
func (this *MyCircularQueue) IsFull() bool {
    return this.Count == this.Size
}


/**
 * Your MyCircularQueue object will be instantiated and called as such:
 * obj := Constructor(k);
 * param_1 := obj.EnQueue(value);
 * param_2 := obj.DeQueue();
 * param_3 := obj.Front();
 * param_4 := obj.Rear();
 * param_5 := obj.IsEmpty();
 * param_6 := obj.IsFull();''
 */