LeetCode第622题—设计循环队列
本次写的题目是设计循环队列，为LeetCode里面的题目，让我们来康康是如何解出这道题目的吧，各位尚没有思路的小伙伴可以跟随着博主的解题思路一步步来，感受一下
分析阶段
首先来看看题目吧~
在本道题目中，看到了两组关键字，首先是“循环”，然后是“队列”。在学习完了顺序表，链表，栈等知识后，发现没有一个直接的数据结构可以让我们来实现对队列的仿写。于是决定制作一个循环数列，来仿写该队列，具体图示如下：
在本文中front是队头，rear表示队尾。制作这样子的循环数组我们需要先解决下面两个问题：
- 当rear下标到达7的时候，如何从7位置到0位置上？
- 我们要如何判断数组是空还是满？
首先解决问题1️⃣，问题一的解决只需要用到一个公式：rear = （rear+1）%数组长度；只要rear每往下走一步，我们就用这个公式来计算rear的位置，从而代替 rear = rear++ 这一行代码。
然后解决问题2️⃣，问题二的解决方法有三个：①设立一个flag，作为记录；②实际长度==数组长度；③将图中的front的前一个位置空出来，等到rear到达front前一个位置的时候就证明已经满了。在这里问题二的解决我们采用第三种方法。
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首先来讲解一下第三种方法：
第三种方法相当于在front位置的前一个位置上设立了一个警戒线（该位置不放数据），如果rear已经到达那个警戒线，我们发现rear再走下一步就到了front的位置的时候，就证明数组已经放满。
考虑到要从7到0的移动，且要用于判定下一个是不是front位置或者rear位置，在这里我们使用 rear = （rear + 1）% 数组长度 和 front = （front + 1）% 数组长度 来使rear、front往下一步走。
以上便是全部的分析阶段，在分析完上面后，我们写代码思路会变的非常清晰
代码阶段
首先我们需要一个数组，创建一个数组，先不设置大小，然后再创建两个int变量，分别命名为front和rear。我们又知道，题目中有个构造函数，我们的数组大小再构造函数内创建：
class MyCircularQueue {
public int[] elem;
public int front;
public int rear;
public MyCircularQueue(int k) {
elem = new int[k];
}
//暂时把其他函数给省略
}在创建完后，我们开始写各个函数的代码是
enQueue函数
创建enQueue函数过程蛮简单，就是先判定队列有没有满，如果满了就返回false；如果没满就放入数据，然后rear用之前分析阶段提出的公式往后走一步
class MyCircularQueue {
public int[] elem;
public int front;
public int rear;
public MyCircularQueue(int k) {
elem = new int[k];
}
public boolean enQueue(int value) {
if(isFull()){
return false;
}
elem[rear] = value; //入队
rear = (rear+1)%elem.length; //rear往下走一步
return true;
}
//其他未写函数暂时省略
}isFull函数
这个需要用到判断rear的下一个位置是不是front位置的函数，具体代码如下：
class MyCircularQueue {
public int[] elem;
public int front;
public int rear;
public MyCircularQueue(int k) {
elem = new int[k];
}
public boolean enQueue(int value) {
if(isFull()){
return false;
}
elem[rear] = value; //入队
rear = (rear+1)%elem.length; //rear往下走一步
return true;
}
public boolean isFull() {
if((rear+1)%elem.length==front){ //若rear的下一个位置是front，结果为满，则返回true
return true;
}
return false;
}
}isEmpty函数
这个函数的判断很简单，当front和rear的位置相同的时候，就可以说明此时是空的数组。
class MyCircularQueue {
public int[] elem;
public int front;
public int rear;
public MyCircularQueue(int k) {
elem = new int[k];
}
public boolean enQueue(int value) {
if(isFull()){
return false;
}
elem[rear] = value; //入队
rear = (rear+1)%elem.length; //rear往下走一步
return true;
}
public boolean isEmpty() {
return rear==front;
}
public boolean isFull() {
if((rear+1)%elem.length==front){ //若rear的下一个位置是front，结果为满，则返回true
return true;
}
return false;
}
}deQueue函数
这个函数是出队列的意思，我们的第一步是判断数组是不是为空，如果是空则直接返回false；如果不是再将front往前移动一个位置。具体代码如下：
class MyCircularQueue {
public int[] elem;
public int front;
public int rear;
public MyCircularQueue(int k) {
elem = new int[k];
}
public boolean enQueue(int value) {
if(isFull()){
return false;
}
elem[rear] = value; //入队
rear = (rear+1)%elem.length; //rear往下走一步
return true;
}
public boolean isEmpty() {
return rear==front;
}
public boolean deQueue() {
if(isEmpty()){
return false;
}
front = (front+1)%elem.length;
return true;
}
public boolean isFull() {
if((rear+1)%elem.length==front){ //若rear的下一个位置是front，结果为满，则返回true
return true;
}
return false;
}
}front函数
首先要注意，该队列中不能为空，如果判定为空了，那么我们要返回-1（题目要求）。
然后要返回front位置的元素，这里直接返回即可。具体代码如下：
class MyCircularQueue {
public int[] elem;
public int front;
public int rear;
public MyCircularQueue(int k) {
elem = new int[k];
}
public boolean enQueue(int value) {
if(isFull()){
return false;
}
elem[rear] = value; //入队
rear = (rear+1)%elem.length; //rear往下走一步
return true;
}
public boolean isEmpty() {
return rear==front;
}
public boolean deQueue() {
if(isEmpty()){
return false;
}
front = (front+1)%elem.length;
return true;
}
public int Front() {
if(isEmpty()){
return -1;
}
return elem[front];
}
public boolean isFull() {
if((rear+1)%elem.length==front){ //若rear的下一个位置是front，结果为满，则返回true
return true;
}
return false;
}
}rear函数
首先要注意，该队列中不能为空，如果判定为空了，那么我们要返回-1（题目要求）。
这里我们要注意的是，由于再前面我们写的enQueue入队函数的机制是在添加完一个元素后rear往下走，此时rear的位置处是还未放入数据的，所以我们要弹出的是rear-1处位置的元素。还要特别注意的是，当rear==0时不能减一，否则就变为-1了，所以我们要分情况讨论。这时就可以用到三目表达式。具体代码如下：
class MyCircularQueue {
public int[] elem;
public int front;
public int rear;
public MyCircularQueue(int k) {
elem = new int[k];
}
public boolean enQueue(int value) {
if(isFull()){
return false;
}
elem[rear] = value; //入队
rear = (rear+1)%elem.length; //rear往下走一步
return true;
}
public boolean isEmpty() {
return rear==front;
}
public boolean deQueue() {
if(isEmpty()){
return false;
}
front = (front+1)%elem.length;
return true;
}
public int Front() {
if(isEmpty()){
return -1;
}
return elem[front];
}
public int Rear() {
if(isEmpty()){
return -1;
}
//设置一个index作为记录返回的位置
int index = (rear==0) ? elem.length-1 : rear-1 ;
return elem[index];
}
public boolean isFull() {
if((rear+1)%elem.length==front){ //若rear的下一个位置是front，结果为满，则返回true
return true;
}
return false;
}
}至此，所有函数都大致完成了，但还有一处错误，让我们先运行逝逝
出现了如上错误，让我们来分析一下
原因是我们空了一个位置出来，所以在创建数组的时候要变成k+1，所以完整代码如下：
class MyCircularQueue {
public int[] elem;
public int front;
public int rear;
public MyCircularQueue(int k) {
elem = new int[k+1]; //注意这里要k+1大小，因为我们采用了空一格位置不放元素的方法。
}
public boolean enQueue(int value) {
if(isFull()){
return false;
}
elem[rear] = value; //入队
rear = (rear+1)%elem.length; //rear往下走一步
return true;
}
public boolean isEmpty() {
return rear==front;
}
public boolean deQueue() {
if(isEmpty()){
return false;
}
front = (front+1)%elem.length;
return true;
}
public int Front() {
if(isEmpty()){
return -1;
}
return elem[front];
}
public int Rear() {
if(isEmpty()){
return -1;
}
//设置一个index作为记录返回的位置
int index = (rear==0) ? elem.length-1 : rear-1 ;
return elem[index];
}
public boolean isFull() {
if((rear+1)%elem.length==front){ //若rear的下一个位置是front，结果为满，则返回true
return true;
}
return false;
}
}以上！便是全部代码了来运行一下逝逝吧~
nice✨