设计循环队列(leetcode 622)
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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了设计循环队列(leetcode 622)相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
文章目录
1.问题描述
设计一个循环队列。
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(Ringr Buffer)。
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(n):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。
2.难度等级
medium。
3.热门指数
★★★★☆
出题公司:腾讯、微派网络。
4.解题思路
我们可以通过一个数组进行模拟,通过操作数组的索引构建一个虚拟的首尾相连的环。在循环队列结构中,设置一个队尾 rear 与队首 front,且大小固定,结构如下图所示:
当队列满时,rear 与 front 相邻,即 (rear + 1) % k = front。
当队列空时,rear 等于 front,但是当只有一个元素时,rear 也等于 front。为了区分这种情况,所以我们引入一个长度属性来记录队列中的元素数量。
循环队列的属性如下:
elements:一个固定大小的数组,用于保存循环队列的元素。
front:队列首元素对应的数组索引。
rear:队列尾元素对应的数组索引。
len:队列长度,即队列中的元素个数。
capacity:队列容量,即队列中最多可以容纳的元素数量。
循环队列的方法如下:
- MyCircularQueue(int k) 初始化队列,同时数组的空间初始化为 k。front、rear、len 全部初始化为 0,capacity 初始化为 k。
- enQueue(int value) 将队尾的索引 rear 更新为 (rear+1) mod capacity,然后在队列的尾部插入一个元素。注意当队列为空时 rear 不需要移动。
- deQueue():从队首取出一个元素,并同时将队首的索引 front 更新为 (front + 1) mod capacity。注意当队列长度为 1 时 front 不需要移动。
- Front():返回队首的元素,需要检测队列是否为空。
- Rear():返回队尾的元素,需要检测队列是否为空。
- isEmpty():队列长度 len 为 0 表示空。
- isFull():队列长度 len 等于队列容量 capacity 表示队列已满。也可以根据 (rear + 1) mod capacity 等于 front 来判断。
当然也可以使用链表来实现,过程类似。
5.实现示例
5.1 C++
class MyCircularQueue
int front, rear;
vector<int> elements;
int len, capacity;
public:
MyCircularQueue(int k)
front = rear = 0;
len = 0;
capacity = k;
elements = vector<int>(k);
bool enQueue(int value)
if (len==capacity)
return false;
// 如果队列为空,rear 等于 front 且 rear 不需要移动。
if (len > 0)
rear = (rear+1) % capacity;
elements[rear] = value;
len++;
return true;
bool deQueue()
if (len==0)
return false;
elements[front] = 0;
// 如果队列长度为 1,front 等于 rear 且 front 不需要移动。
if (len > 1)
front = (front+1) % capacity;
len--;
return true;
int Front()
if (len > 0)
return elements[front];
return -1;
int Rear()
if (len > 0)
return elements[rear];
return -1;
bool isEmpty()
return len == 0;
bool isFull()
return len == capacity;
;
5.2 Golang
type MyCircularQueue struct
front, rear int
elements []int
len, capacity int
func Constructor(k int) MyCircularQueue
return MyCircularQueue
front:0,
rear:0,
elements: make([]int, k),
len:0,
capacity:k,
func (q *MyCircularQueue) EnQueue(value int) bool
if q.len == q.capacity
return false
// 如果队列为空,rear 等于 front 且 rear 不需要移动。
if q.len > 0
q.rear = (q.rear + 1) % q.capacity
q.elements[q.rear] = value
q.len++
return true
func (q *MyCircularQueue) DeQueue() bool
if q.len == 0
return false
q.elements[q.front] = 0
// 如果队列长度为 1,front 等于 rear 且 front 不需要移动。
if q.len > 1
q.front = (q.front + 1) % q.capacity
q.len--
return true
func (q *MyCircularQueue) Front() int
if q.len > 0
return q.elements[q.front]
return -1
func (q *MyCircularQueue) Rear() int
if q.len > 0
q.elements[q.rear]
return -1
func (q *MyCircularQueue) IsEmpty() bool
return q.len == 0
func (q *MyCircularQueue) IsFull() bool
return q.len == q.capacity
参考文献
以上是关于设计循环队列(leetcode 622)的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章