LeetCode题解：641. 设计循环双端队列，使用队列，JavaScript，详细注释

原题链接：https://leetcode-cn.com/problems/design-circular-deque/

解题思路：

如果你看到这题的时候，感到没有思路，可以先尝试其前导题目：622. 设计循环队列，以及我的题解LeetCode题解：622. 设计循环队列，使用数组，JavaScript，详细注释。

创建数组：

1. 先按照队列的容量，创建相应长度的数组，所有元素都默认为-1。这样获得元素时，只要直接返回即可。
2. 使用head指针，指向队首元素。使用tail指针，指向将要从队尾插入元素的位置，及队尾+1。

插入元素：

1. 从头部添加元素时，先将head指针向前移动一位，再将元素插入。从头部移除元素的操作相反。
2. 从尾部添加元素时，先将元素插入到tail指针的位置，再将tail指针向后移动一位。从尾部移除元素的操作相反。

判断队列为空或已满：

1. 如果不断添加元素，最终head指针和tail指针会相遇，此时由于tail指针的位置已有head对应的值占据，则队列已满。
2. 如果不断删除元素，最终head指针和tail指针会相遇，此时它们指向的位置都为-1，则队列为空。

在默认用例通过后，可以补充测试如下两个用例，如果都能通过，那么这题基本就没问题了。

["MyCircularDeque","insertFront","getRear","insertFront","getRear","insertLast","getFront","getRear","getFront","insertLast","deleteLast","getFront"]\n[[3],[9],[],[9],[],[5],[],[],[],[8],[],[]]

["MyCircularDeque","insertFront","deleteLast","getRear","getFront","getFront","deleteFront","insertFront","insertLast","insertFront","getFront","insertFront"]\n[[4],[9],[],[],[],[],[],[6],[5],[9],[],[6]]

/**
 * Initialize your data structure here. Set the size of the deque to be k.
 * @param {number} k
 */
var MyCircularDeque = function (k) {
  // 队列的容量
  this.capacity = k;
  // 使用数组存放队列元素，所有的初始值都是-1，取值的时候直接返回
  this.queue = new Array(k).fill(-1);
  // 队列的头指针，即队列头元素的位置
  this.head = 0;
  // 队列的尾指针，即尾部要插入元素的位置，也就是队列的尾元素的位置+1
  this.tail = 0;
};

// 将index-1，需要考虑index到达数组首尾时需要循环
MyCircularDeque.prototype.reduceIndex = function (index) {
  return (index + this.capacity - 1) % this.capacity;
};

// 将index+1，需要考虑index到达数组首尾时需要循环
MyCircularDeque.prototype.addIndex = function (index) {
  return (index + 1) % this.capacity;
};

/**
 * Adds an item at the front of Deque. Return true if the operation is successful.
 * @param {number} value
 * @return {boolean}
 */
MyCircularDeque.prototype.insertFront = function (value) {
  // 判断队列是否已满
  if (this.isFull()) {
    return false;
  }

  // 从头部插入元素时，要先将头指针向前移动一位
  this.head = this.reduceIndex(this.head);
  // 在新的头指针位置插入元素
  this.queue[this.head] = value;

  return true;
};

/**
 * Adds an item at the rear of Deque. Return true if the operation is successful.
 * @param {number} value
 * @return {boolean}
 */
MyCircularDeque.prototype.insertLast = function (value) {
  // 判断队列是否已满
  if (this.isFull()) {
    return false;
  }

  // 在尾指针的位置插入元素
  this.queue[this.tail] = value;
  // 将尾指针向后移动一位，指向下一次插入元素的位置
  this.tail = this.addIndex(this.tail);

  return true;
};

/**
 * Deletes an item from the front of Deque. Return true if the operation is successful.
 * @return {boolean}
 */
MyCircularDeque.prototype.deleteFront = function () {
  // 判断队列是否为空
  if (this.isEmpty()) {
    return false;
  }

  // 将头指针的值置为-1，表示元素被删除
  this.queue[this.head] = -1;
  // 删除元素后，要将头指针向后移动一位
  this.head = this.addIndex(this.head);

  return true;
};

/**
 * Deletes an item from the rear of Deque. Return true if the operation is successful.
 * @return {boolean}
 */
MyCircularDeque.prototype.deleteLast = function () {
  // 判断队列是否为空
  if (this.isEmpty()) {
    return false;
  }

  // 先将尾指针向前移动一位，指向队尾元素
  this.tail = this.reduceIndex(this.tail);
  // 将队尾元素设置为-1
  this.queue[this.tail] = -1;

  return true;
};

/**
 * Get the front item from the deque.
 * @return {number}
 */
MyCircularDeque.prototype.getFront = function () {
  // 直接返回头指针的元素即可，由于初始值是-1，因此如果队列为空，会返回-1
  return this.queue[this.head];
};

/**
 * Get the last item from the deque.
 * @return {number}
 */
MyCircularDeque.prototype.getRear = function () {
  // 直接返回尾指针-1的元素即可，由于初始值是-1，因此如果队列为空，会返回-1
  return this.queue[this.reduceIndex(this.tail)];
};

/**
 * Checks whether the circular deque is empty or not.
 * @return {boolean}
 */
MyCircularDeque.prototype.isEmpty = function () {
  // 如果头尾指针的位置相同，且对应位置的值为-1，表示队列中已无元素，则为空
  return this.head === this.tail && this.queue[this.head] < 0;
};

/**
 * Checks whether the circular deque is full or not.
 * @return {boolean}
 */
MyCircularDeque.prototype.isFull = function () {
  // 如果头尾指针的位置相同，且对应位置的值不为-1，此时无法再插入元素，则队列已满
  return this.head === this.tail && this.queue[this.head] >= 0;
};