力扣每日一题（难的我也不会）622. 设计循环队列（2022.8.2）

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。

对于栈，队列，链表，哈希表这类设计题型，我们需要构造出Node节点去存储相应的值

在链表类题型中，根据链表存储类型可构造以下节点

    class Node {

        int val;
        Node next;

        public Node() {}

        public Node(int val) {
            this.val = val;
        }
    }

因为只需要存储值和next指针，我们只需构造出只有值和指针的Node类即可

在哈希表中，因为哈希表是根据数组加链表实现的，链表中不仅要存储key值，还需要存储对应的val值，所以我们需要三个属性，key，val，next指针，哈希表中key值不能更改，所以我们使用setter，getter来对key以及val赋值

    class Node {

        private int key;
        private int val;
        Node next;

        Node() {
        }

        Node(int key, int val) {
            this.key = key;
            this.val = val;
        }

        public int getKey() {
            return key;
        }

        public int getVal() {
            return val;
        }

        public void setVal(int val) {
            this.val = val;
        }
    }

根据题意，我们需要有队列最大长度k，队列当前长度size，虚拟头结点head，使用虚拟头结点记录队列的初始节点。

在本题中，我们主要需要实现的时enQueue(val)以及deQueue()，其他四个方法很容易就可以实现

根据队列特性，插入应插入到队列尾部，弹出应弹出队列头部的Node节点，代码如下，会在代码中解释

    public boolean enQueue(int value) {
        if (size == k) return false; // 如果队列已满，返回插入失败
        Node node;    // 定义初始节点，如果队列中没有值直接添加，下面那个while不会走，如果有值，找到尾结点
        if (head.next == null) {
            node = head;
        } else {
            node = head.next;
        }
        while (node.next != head.next) {  // 如果当前节点的下一个是头结点，那么当前节点就是尾结点，在当前节点后面添加新节点
            node = node.next;
        }
        Node insert = new Node(value);
        node.next = insert;
        insert.next = head.next;
        size++; // 队列长度加1
        return true;
    }

    public boolean deQueue() {
        if (size == 0) return false; // 如果队列为空，返回删除失败
        if (head.next.next == head.next) { // 判断是否只有一个节点，如果只有一个节点，直接让虚拟头结点指向null，这里需要特判下，我还没有想出不需要特判的解法，如果哪位小伙伴知道，可以私信我
            head.next = null;
        } else { // 找到队列尾节点，让尾节点指向头结点的下一个节点，之后改变虚拟头结点指向，在Java中这样就达到了删除的效果
            Node node = head.next;
            while (node.next != head.next) {
                node = node.next;
            }
            node.next = node.next.next;
            head.next = node.next;
        }
        size--; // 队列长度减1
        return true;
    }

整体代码

class MyCircularQueue {

    class Node {
        int val;
        Node next;

        public Node() {
        }

        public Node(int val) {
            this.val = val;
        }

        @Override
        public String toString() {
            return String.valueOf(val);
        }
    }

    Node head;
    int k;
    int size;

    public MyCircularQueue(int k) {
        this.k = k;
        size = 0;
        head = new Node();
    }

    public boolean enQueue(int value) {
        if (size == k) return false;
        Node node;
        if (head.next == null) {
            node = head;
        } else {
            node = head.next;
        }
        while (node.next != head.next) {
            node = node.next;
        }
        Node insert = new Node(value);
        node.next = insert;
        insert.next = head.next;
        size++;
        return true;
    }

    public boolean deQueue() {
        if (size == 0) return false;
        if (head.next.next == head.next) {
            head.next = null;
        } else {
            Node node = head.next;
            while (node.next != head.next) {
                node = node.next;
            }
            node.next = node.next.next;
            head.next = node.next;
        }
        size--;
        return true;
    }

    public int Front() {
        return head.next == null ? -1 : head.next.val;
    }

    public int Rear() {
        if (size == 0) return -1;
        Node node = head.next;
        while (node.next != head.next) {
            node = node.next;
        }
        return node.val;
    }

    public boolean isEmpty() {
        return size == 0;
    }

    public boolean isFull() {
        return size == k;
    }

}

然后我发现只击败了9.47%的用户，感觉咋都不至于这么低，就去看了下题解

在题解中官方是使用数组+双指针构建的循环队列，所以效率特别快

受队列是特殊的链表影响，所以开始就没想到用数组去解，而是用链表的方式去解