力扣刷题笔记--设计循环队列（C语言）

1.题目要求

 

题目要求实现指定长度的循环列表，其队尾必须链接在队首之后，且要满足 FIFO（先进先出）原则。

2.基本思路

如果使用单向链表实现这道题，则会出现不好找尾的问题，删除尾之后，前一个指针就成了野指针，而且还会出现无法区分队列满或空的情况，在队列满和空的时候，头指针和尾指针都指向一个位置。

  为了方便访问尾的前一个元素，本篇文章采用数组实现循环队列，为了使头和尾指针在列表满与列表空时区分开，在开辟数组时，选择多开一个位置，该位置不存储有效数据。

3.代码实现

typedef struct {
    int* a;//数组实现队列
    int k;//记录队列有效数据个数
    int head;//头下标，指向队列的首元素
    int tail;//尾下标，指向队列的尾元素的下一个
} MyCircularQueue;


MyCircularQueue* myCircularQueueCreate(int k) {
    MyCircularQueue* obj = (MyCircularQueue*)malloc(sizeof(MyCircularQueue));
    obj->a = malloc(sizeof(int)*(k+1));//创建k+1长度的数组，最多存储k个有效数据
    obj->head = obj->tail = 0;
    obj->k = k;

    return obj;
}

bool myCircularQueueIsEmpty(MyCircularQueue* obj) {
    //如果头和尾的值相同，说明队列为空
    if(obj->head == obj->tail)
        return true;
    else
        return false;
}

bool myCircularQueueIsFull(MyCircularQueue* obj) {
    //记录tail的下一个数据
    int next = obj->tail+1;
    //如果tail下一个值为k+1,说明tail已经在数组边界上，下一步next是0而不是tail+1
    if(next == obj->k+1)
    {
         next = 0;
    }

    //如果tail的下一个值就是head,说明已满
    if(next == obj->head)
        return true;
    else
        return false;
}

bool myCircularQueueEnQueue(MyCircularQueue* obj, int value) {
    //检查队列是否已满
    if(myCircularQueueIsFull (obj))
        return false;
    //将数据尾插到tail上，更新tail
    obj->a[obj->tail] = value;
    obj->tail++;
    //如果尾的值为k+1,说明已经超出数组边界，需要回到下标0的位置
    if(obj->tail == obj->k+1)
        obj->tail=0;
    
    return true;
}

bool myCircularQueueDeQueue(MyCircularQueue* obj) {
    //判断队列是否为空
    if(myCircularQueueIsEmpty(obj))
        return false;
    //队头出数据，头指针往后走一步
    obj->head++;
    //如果头的值为k+1,说明已经超出数组边界，需要回到下标0的位置
    if(obj->head == obj->k+1)
        obj->head=0;

    return true;
}

int myCircularQueueFront(MyCircularQueue* obj) {
    //判断队列是否为空
    if(myCircularQueueIsEmpty(obj))
        return -1;
    //返回数组head位置的数据
    return obj->a[obj->head];

}

int myCircularQueueRear(MyCircularQueue* obj) {
     //判断队列是否为空
    if(myCircularQueueIsEmpty(obj))
        return -1;
    //记录尾的前一个
    int prev = obj->tail-1;
    //如果tail在位置0，则前一个位置在k处而不是-1
    if(obj->tail == 0)
        prev = obj->k;
    
    return obj->a[prev];

}


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