【图解算法】Leetcode 622. 设计循环队列

题目链接

实际中我们有时还会使用一种队列叫循环队列。环形队列可以使用数组实现，也可以使用循环链表实现。

本文使用数组实现。

循环链表实现此处不议。

循环队列分析

1. 符合先进先出
2. 空间大小确定

解题思路

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。入队操作要考虑索引循环的问题，索引越界时，需要让他变成最小值。

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。

队空：队头 == 队尾

队满：队尾+1 == 队头

图解步骤

开一个长度k=5的队列，所以需要k+1个空间。

因为这里我们的tail指向是最后一个元素的后一个位置（和判空条件有关系）

循环队列结构

1. 头指针，尾指针
2. 顺序表
3. k队列长度

题解

C：

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

bool myCircularQueueIsFull(MyCircularQueue* obj);
bool myCircularQueueIsEmpty(MyCircularQueue* obj);

MyCircularQueue* myCircularQueueCreate(int k) {
    MyCircularQueue *cq = (MyCircularQueue*)malloc(sizeof(MyCircularQueue));
    cq->a = (int*)malloc(sizeof(int)*(k+1));
    cq->front = cq->tail = 0;
    cq->k = k;

    return cq;
}

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

    // 队尾入
    obj->a[obj->tail] = value;
    obj->tail = (obj->tail + 1)%(obj->k+1);
    return true;
}

bool myCircularQueueDeQueue(MyCircularQueue* obj) {
    if(myCircularQueueIsEmpty(obj))
        return false;
    
    // 队头出
    ++obj->front;
    obj->front %= (obj->k + 1);
    return true;
}

int myCircularQueueFront(MyCircularQueue* obj) {
    // 从队头获取元素
    if(myCircularQueueIsEmpty(obj))
        return -1;

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

int myCircularQueueRear(MyCircularQueue* obj) {
    // 从队尾获取元素
    if(myCircularQueueIsEmpty(obj))
        return -1;

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

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

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

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

/**
 * 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);
*/