【LeetCode.队列.622】设计循环队列

设计循环队列

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一、题目

题目指路：622. 设计循环队列 - 力扣（LeetCode） (leetcode-cn.com)

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二、思路分析

1. 循环队列构成分析

循环队列的想象图：

循环队列的实际操作图：（这里数组和链表都可以）

• 这里当front和tail相等的时候是空队列

以 数组为例

插入元素1

插入元素2

插入元素3

当 插入满 的时候

• 此时也是front和tail相等的时候是队列满了

所以我们发现这样空队列和满队列的判断就出了问题

这里也需要一个 空间去把头和尾隔开

我们认为在这个时候，队列就满了，实际队列长度是3，实际数组长度是4

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2. 循环队列定义

typedef struct {
    int* a;//数组
    int front;//记录头
    int tail;//记录尾
    int k;//设定队列长度
       
} MyCircularQueue;

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3. 循环队列初始化

注意k + 1，这里才是数组真正的长度，使用者并不知道

MyCircularQueue* myCircularQueueCreate(int k) {
    MyCircularQueue* cq = (MyCircularQueue*)malloc(sizeof(MyCircularQueue));
    cq->a = malloc(sizeof(int) * (k + 1));//这里k + 1 很重要
    cq->front = 0;//置空
    cq->tail = 0;//置空
    cq->k = k;//赋值

    return cq;
}

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4. 循环队列插入一个元素

这里需要判断队列满了没有

满的时候，满足tail + 1 = front，相差1

但我们tail加1需要变成0

这里就需要**%上一个链表的长度**

//队列满
bool myCircularQueueIsFull(MyCircularQueue* obj) {
    return (obj->tail + 1) % (obj->k + 1) == obj->front;
}

//向循环队列插入一个元素。如果成功插入则返回真。
bool myCircularQueueEnQueue(MyCircularQueue* obj, int value) {
    //先判断循环队列满了没有
    if(myCircularQueueIsFull(obj))
    { 
        return false;
    }

    obj->a[obj->tail] = value;
    obj->tail = (obj->tail + 1) % (obj->k + 1);

    return true;
}

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5. 循环队列中删除一个元素

这里需要先判断要删除的队列是不是空队列

front 和 tail 相等的时候为空

删除一个元素 front 就往后加

//队列空
bool myCircularQueueIsEmpty(MyCircularQueue* obj) {
    return obj->front == obj->tail;
}

//从循环队列中删除一个元素。如果成功删除则返回真。
bool myCircularQueueDeQueue(MyCircularQueue* obj) {
    //先判断队列是不是空
    if(myCircularQueueIsEmpty(obj))
    {
        return false;
    }

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

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6. 队首获取元素

先判空，再取front对应数值

// 从队首获取元素。如果队列为空，返回 -1 。
int myCircularQueueFront(MyCircularQueue* obj) {
    if(myCircularQueueIsEmpty(obj))
    {
        return -1;
    }

    return obj->a[obj->front];
}

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7. 队尾获取元素

拿到队尾元素就复杂了很多

因为tail和队尾元素一直差1

单单tail - 1去得到元素是不行的

出现这种情况：

tail + k，这里k比一个循环少1，再%一个循环k + 1，最终得到tail会少1

// 获取队尾元素。如果队列为空，返回 -1 。
int myCircularQueueRear(MyCircularQueue* obj) {
    if(myCircularQueueIsEmpty(obj))
    {
        return -1;
    }

    return obj->a[(obj->tail + obj->k) % (obj->k + 1)];
    
}

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8. 销毁循环链表

//销毁循环链表
void myCircularQueueFree(MyCircularQueue* obj) {
    free(obj->a);
    obj->a = NULL;
    obj->k = 0;
    obj->front = 0;
    obj->tail = 0;
    free(obj);
}

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