【力扣题:循环队列】

一.题目描述

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。

二. 思路解析

1. 循环队列给定了长度，即空间大小固定为k个，但开辟空间为k+1个，原因如下：
   
   当空的时候，front和rear相等，满的时候也相等所以无法判别，增加一个空间不用就可以解决问题。
   例如k=5，只能有五个元素，当（rear+1）%（k+1）==front时，即满。
   
2. 返回队头元素，直接返回front位置即可，返回队尾元素，因为是rear指向的前一个，就有特殊的当rear指向第一个，队尾元素而是最后一个，此时队尾位置满足（rear+k）%（k+1)。
   
   3.插入元素直接再rear位置上插，然后rear++，但极端情况，当rear++指向最后一个位置后面，此时应该跳到第一个位置，即rear = rear%（k+1）；
3. 删除元素，直接front++,但是当front在最后一个位置，此时++到第一个位置，即front=front%（k+1）；
   

三. 代码实现

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


MyCircularQueue* myCircularQueueCreate(int k) {
    MyCircularQueue* obj = (MyCircularQueue*)malloc(sizeof(MyCircularQueue));
    obj->a = (int*)malloc(sizeof(int)*(k+1));
    obj->front = obj->rear = 0;
    obj->k = k;
    return obj;
}

bool myCircularQueueIsEmpty(MyCircularQueue* obj) {
    if(obj->rear==obj->front)
        return true;
    return false;
}

bool myCircularQueueIsFull(MyCircularQueue* obj) {
    if((obj->rear+1)%(obj->k+1)==obj->front)
        return true;
    return false;
}
bool myCircularQueueEnQueue(MyCircularQueue* obj, int value) {
    if(myCircularQueueIsFull(obj))
        return false;
    obj->a[obj->rear] = value;
    obj->rear++;
    obj->rear%=(obj->k+1);
    return true;
}

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

int myCircularQueueFront(MyCircularQueue* obj) {
    if(myCircularQueueIsEmpty(obj))
        return -1;
    return obj->a[obj->front];
}

int myCircularQueueRear(MyCircularQueue* obj) {
    if(myCircularQueueIsEmpty(obj))
        return -1;
    (obj->rear+obj->k)%(obj->k+1);
    return obj->a[(obj->rear+obj->k)%(obj->k+1)];
}


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