【数据结构OJ题】设计循环队列

原题链接：https://leetcode.cn/problems/design-circular-queue/

1. 题目描述

2. 循环队列的概念和结构

为充分利用向量空间，克服"假溢出"现象的方法是：将向量空间想象为一个首尾相接的圆环，并称这种向量为循环向量。存储在其中的队列称为循环队列（Circular Queue）。循环队列是把顺序队列首尾相连，把存储队列元素的表从逻辑上看成一个环，成为循环队列。

在操作系统课程讲解生产者消费者模型时可以就会使用循环队列。

循环队列可以使用数组实现，也可以使用循环链表实现

 

3. 思路分析

通过一个定长数组实现循环队列。

入队：首先要判断队列是否已满，再进行入队的操作，入队操作需要考虑索引循环的问题，当索引越界，需要让它变成最小值。

出队：首先要判断队列是否为空，再进行出队操作，出队也需要考虑索引循环的问题。

判空： 队头 == 队尾

判满： 队尾 + 1 == 队头
 

4. 代码实现

typedef struct {
    int *a;
    int front;
    int rear;
    int k;
} MyCircularQueue;


MyCircularQueue* myCircularQueueCreate(int k) {
    MyCircularQueue* obj=(MyCircularQueue*) malloc(sizeof(MyCircularQueue));
    //多开一个方便区分空和满
    obj->a=(int*)malloc(sizeof(int)*(k+1));
    obj->front=obj->rear=0;
    obj->k=k;
    return obj;
}

bool myCircularQueueIsEmpty(MyCircularQueue* obj) {
    return obj->front==obj->rear;
}

bool myCircularQueueIsFull(MyCircularQueue* obj) {
    return (obj->rear+1)%(obj->k+1)== obj->front;
}

bool myCircularQueueEnQueue(MyCircularQueue* obj, int value) {
    if(myCircularQueueIsFull(obj))
        return false;

    obj->a[obj->rear]=value;
    obj->rear++;

    obj->rear%=(obj->k+1);

    return true;
}

bool myCircularQueueDeQueue(MyCircularQueue* obj) {
    if(myCircularQueueIsEmpty(obj))
        return false;

    ++obj->front;
    obj->front%=(obj->k+1);

    return true;
}

int myCircularQueueFront(MyCircularQueue* obj) {
    if(myCircularQueueIsEmpty(obj))
        return -1;
    else
        return obj->a[obj->front];
}

int myCircularQueueRear(MyCircularQueue* obj) {
    if(myCircularQueueIsEmpty(obj))
        return -1;
    else
        return obj->a[(obj->rear+obj->k)%(obj->k+1)];
}

void myCircularQueueFree(MyCircularQueue* obj) {
    free(obj->a);
    free(obj);
}

/**
 * Your MyCircularQueue struct will be instantiated and called as such:
 * MyCircularQueue* obj = myCircularQueueCreate(k);
 * bool param_1 = myCircularQueueEnQueue(obj, value);
 
 * bool param_2 = myCircularQueueDeQueue(obj);
 
 * int param_3 = myCircularQueueFront(obj);
 
 * int param_4 = myCircularQueueRear(obj);
 
 * bool param_5 = myCircularQueueIsEmpty(obj);
 
 * bool param_6 = myCircularQueueIsFull(obj);
 
 * myCircularQueueFree(obj);
*/