622. 设计循环队列 : 数组模拟循环队列
原创
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题目描述
这是 LeetCode 上的 622. 设计循环队列 ,难度为 中等。
Tag : 「设计数据结构」、「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 -
Front
: 从队首获取元素。如果队列为空,返回 -
Rear
: 获取队尾元素。如果队列为空,返回 -
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:
- 所有的值都在至
- 操作数将在至
- 请不要使用内置的队列库。
数据结构
创建一个长度为 的数组充当循环队列,使用两个变量 he
和 ta
来充当队列头和队列尾(起始均为 ),整个过程 he
始终指向队列头部,ta
始终指向队列尾部的下一位置(待插入元素位置)。
两变量始终自增,通过与
分析各类操作的基本逻辑:
-
isEmpty
操作:当he
和ta
相等,队列存入元素和取出元素的次数相同,此时队列为空; -
isFull
操作:ta - he
即队列元素个数,当元素个数为 -
enQueue
操作:若队列已满,返回,否则在nums[ta % k]
位置存入目标值,并将ta
指针后移; -
deQueue
操作:若队列为空,返回,否则将he
指针后移,含义为弹出队列头部元素; -
Front
操作:若队列为空,返回,否则返回nums[he % k]
队头元素; -
Rear
操作:若队列为空,返回,否则返回nums[(ta - 1) % k]
队尾元素;
Java 代码:
class MyCircularQueue {
int k, he, ta;
int[] nums;
public MyCircularQueue(int {
k = _k;
nums = new int[k];
}
public boolean enQueue(int {
if (isFull()) return false;
nums[ta % k] = value;
return ++ta >= 0;
}
public boolean deQueue() {
if (isEmpty()) return false;
return ++he >= 0;
}
public int Front() {
return isEmpty() ? -1 : nums[he % k];
}
public int Rear() {
return isEmpty() ? -1 : nums[(ta - 1) % k];
}
public boolean isEmpty() {
return he == ta;
}
public boolean isFull() {
return
TypeScript 代码:
class MyCircularQueue {
k: number = 0; he: number = 0; ta: number = 0;
nums: number[];
constructor(k: number) {
this.k = k
this.nums = new Array<number>(this.k)
}
enQueue(value: number): boolean {
if (this.isFull()) return false
this.nums[this.ta % this.k] = value
return this.ta++ >= 0
}
deQueue(): boolean {
if (this.isEmpty()) return false
return this.he++ >= 0
}
Front(): number {
return this.isEmpty() ? -1 : this.nums[this.he % this.k]
}
Rear(): number {
return this.isEmpty() ? -1 : this.nums[(this.ta - 1) % this.k]
}
isEmpty(): boolean {
return this.he == this.ta
}
isFull(): boolean {
return this.ta - this.he == this.k
- 时间复杂度:构造函数复杂度为,其余操作复杂度为
- 空间复杂度:
最后
这是我们「刷穿 LeetCode」系列文章的第 No.622
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