数据结构-队列-循环队列

Posted 2021-01-20 zsh-blogs

循环队列

 

此前，我们提供了一种简单但低效的队列实现。

更有效的方法是使用循环队列。 具体来说，我们可以使用固定大小的数组和两个指针来指示起始位置和结束位置。 目的是重用我们之前提到的被浪费的存储。

设计循环队列

 

 

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 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。

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 1 至 1000 的范围内；
• 操作数将在 1 至 1000 的范围内；
• 请不要使用内置的队列库。

循环队列 - 实现

---

在循环队列中，我们使用一个数组和两个指针（head 和 tail）。 head 表示队列的起始位置，tail 表示队列的结束位置。

这里我们提供了代码供你参考：

  1 package queue;
  2 
  3 public class Main2 {
  4     public static void main(String[] args) {
  5         /**
  6          * Your MyCircularQueue object will be instantiated and called as such:
  7          * MyCircularQueue obj = new MyCircularQueue(k);
  8          * boolean param_1 = obj.enQueue(value);
  9          * boolean param_2 = obj.deQueue();
 10          * int param_3 = obj.Front();
 11          * int param_4 = obj.Rear();
 12          * boolean param_5 = obj.isEmpty();
 13          * boolean param_6 = obj.isFull();
 14          */
 15     }
 16 }
 17 
 18 class MyCircularQueue {
 19     
 20     private int[] data;
 21     private int head;
 22     private int tail;
 23     private int size;
 24 
 25     /** Initialize your data structure here. Set the size of the queue to be k. */
 26     //在这里初始化数据结构。将队列的大小设置为k.
 27     public MyCircularQueue(int k) {
 28         data = new int[k];
 29         head = -1;
 30         tail = -1;
 31         size = k;
 32     }
 33     
 34     /** Insert an element into the circular queue. Return true if the operation is successful. */
 35     //在循环队列中插入一个元素。如果操作成功，返回true。
 36     public boolean enQueue(int value) {
 37         if (isFull() == true) {
 38             return false;
 39         }
 40         if (isEmpty() == true) {
 41             head = 0;
 42         }
 43         tail = (tail + 1) % size;
 44         data[tail] = value;
 45         return true;
 46     }
 47     
 48     /** Delete an element from the circular queue. Return true if the operation is successful. */
 49     //从循环队列中删除一个元素。如果操作成功，返回true。
 50     public boolean deQueue() {
 51         if (isEmpty() == true) {
 52             return false;
 53         }
 54         if (head == tail) {
 55             head = -1;
 56             tail = -1;
 57             return true;
 58         }
 59         head = (head + 1) % size;
 60         return true;
 61     }
 62     
 63     /** Get the front item from the queue. */
 64     //从队列中获取前面的项
 65     public int Front() {
 66         if (isEmpty() == true) {
 67             return -1;
 68         }
 69         return data[head];
 70     }
 71     
 72     /** Get the last item from the queue. */
 73     //从队列中获取最后一个条目。
 74     public int Rear() {
 75         if (isEmpty() == true) {
 76             return -1;
 77         }
 78         return data[tail];
 79     }
 80     
 81     /** Checks whether the circular queue is empty or not. */
 82     //检查循环队列是否为空。
 83     public boolean isEmpty() {
 84         return head == -1;
 85     }
 86     
 87     /** Checks whether the circular queue is full or not. */
 88     //检查循环队列是否已满。
 89     public boolean isFull() {
 90         return ((tail + 1) % size) == head;
 91     }
 92 }
 93 
 94 /**
 95  * Your MyCircularQueue object will be instantiated and called as such:
 96  * MyCircularQueue obj = new MyCircularQueue(k);
 97  * boolean param_1 = obj.enQueue(value);
 98  * boolean param_2 = obj.deQueue();
 99  * int param_3 = obj.Front();
100  * int param_4 = obj.Rear();
101  * boolean param_5 = obj.isEmpty();
102  * boolean param_6 = obj.isFull();
103  */