Leetcode.622. 设计循环队列

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。
 

示例：

MyCircularQueue circularQueue = new MyCircularQueue(3); // 设置长度为 3
circularQueue.enQueue(1);  // 返回 true
circularQueue.enQueue(2);  // 返回 true
circularQueue.enQueue(3);  // 返回 true
circularQueue.enQueue(4);  // 返回 false，队列已满
circularQueue.Rear();  // 返回 3
circularQueue.isFull();  // 返回 true
circularQueue.deQueue();  // 返回 true
circularQueue.enQueue(4);  // 返回 true
circularQueue.Rear();  // 返回 4
 

提示：

所有的值都在 0 至 1000 的范围内；
操作数将在 1 至 1000 的范围内；
请不要使用内置的队列库。

题解：

数组模拟环形队列
就是因为一次性队列浪费了太多空间，不能起到空间复用！ 要想起到空间复用，就需要在头尾指针移动到maxSize时返回数组头部，即起到一种环形的思想！
而要实现这种环形思想，就需要使用 % 运算符来实现，即一旦头尾指针超过maxSize，便使其对maxSize取余数，这样我们发现刚好可以使其返回头部！！！

代码：

class MyCircularQueue {

    private int[] res;
    int maxSize;
    int front;  //第一个元素下标
    int rear;   //最后一个元素下标的后一个
    boolean flag = false;   //作为标志变量，来确定刚好rear移动到了首位而实际最后一个元素在k-1处的位置

    public MyCircularQueue(int k) {
        maxSize = k+1;  //因为最后一个是缓冲位置，所以需要多一个
        res = new int[maxSize];
        front = 0;
        rear = 0;
    }
    
    public boolean enQueue(int value) {
        if(isFull()){
            return false;
        }
        res[rear] = value;
        if((rear+1) % maxSize==0){
            flag = true;
        }
        rear = (rear+1) % maxSize;

        return true; 
    }
    
    public boolean deQueue() {
        if(isEmpty()){
            return false;
        }

        front = (front+1) % maxSize;
        return true;
    }
    
    public int Front() {
        if(isEmpty()){
            return -1;
        }
        return res[front];
    }
    
    public int Rear() {
        if(isEmpty()){
            return -1;
        }
        if(rear==0 && flag){
            return res[maxSize-1];
        }

        return res[rear-1];
    }
    
    public boolean isEmpty() {
        return front == rear;
    }
    
    public boolean isFull() {
        return (rear+1) % maxSize == front;
    }
}

/**
 * Your MyCircularQueue object will be instantiated and called as such:
 * MyCircularQueue obj = new MyCircularQueue(k);
 * boolean param_1 = obj.enQueue(value);
 * boolean param_2 = obj.deQueue();
 * int param_3 = obj.Front();
 * int param_4 = obj.Rear();
 * boolean param_5 = obj.isEmpty();
 * boolean param_6 = obj.isFull();
 */