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662. 设计循环队列
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思路
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662. 设计循环队列
622. 设计循环队列 - 力扣（LeetCode）
https://leetcode.cn/problems/design-circular-queue/
题目
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：
思路
开辟一个大小为k+1的数组，可存放k个有效元素，队列头front和队列尾rear为数组下标，边插入删除数据边移动front和rear的位置，超过数组尾时回到数组头位置形成循环达到循环队列的效果。
实现循环队列效果如下：
难点1：
rear在数组尾时插入数据：rear刚好到数组尾时，要在rear上插入数据，rear要循环回到数组头的位置，而不是直接rear++就完了。
解决方法：
- 取模思想：rear++后模上数组长度k+1，超过数组尾后回到数组头 如下图：
难点2：
front在数组尾时删除数据：front刚好在数组尾位置上时，要从队头front删除元素，front后移超过数组尾了。
解决方法：
- 取模思想：front超过数组尾时,模上数组长度k+1，front回到数组头位置 如下图：
难点3：
取队尾元素：当rear在数组下标为0的位置时，rear-1到-1的位置了，而队尾元素在数组尾的位置。
解决方法：
- 加 if 语句，当rear在下标为0位置，取队尾元素位置为下标k+1。
- 取模思想：取下标时（rear+（k+1）-1）%（k+1）如下图：
代码
（下面函数里面有要调用的函数如探空、探满这些，这些函数要放前面些，先声明再使用）
typedef struct {
int* a;//起始地址
int front;//数组下标
int rear;//数组下标
int k;//有效数据个数
} MyCircularQueue;
//构造器
MyCircularQueue* myCircularQueueCreate(int k) {
//结构体开辟空间
MyCircularQueue* obj=(MyCircularQueue*)malloc(sizeof(MyCircularQueue));
//数组开辟空间,多开辟一个可区分满和空
obj->a=(int*)malloc(sizeof(int)*(k+1));
//开始是空的状态
obj->front=obj->rear=0;
//传入的数（有效个数）给给k
obj->k=k;
return obj;
}
//探空和探满尽量位置往前放
bool myCircularQueueIsEmpty(MyCircularQueue* obj) {
return obj->front==obj->rear;
}
bool myCircularQueueIsFull(MyCircularQueue* obj) {
return (obj->rear+1)%(obj->k+1)==(obj->front);
}
//插入一个元素 成功返回真
bool myCircularQueueEnQueue(MyCircularQueue* obj, int value) {
//判断是否满
if(myCircularQueueIsFull(obj))
return false;
//插入rear位置
obj->a[obj->rear]=value;
obj->rear++;
//模上一个数组的长度，rear超过到数组尾可以循环回到数组头
obj->rear%=(obj->k+1);
return true;
}
//删除
bool myCircularQueueDeQueue(MyCircularQueue* obj) {
//判断是否为空
if(myCircularQueueIsEmpty(obj))
return false;
//队头front往后移 ++front
++obj->front;
//取模可在超过队尾时回到队头，取模不影响中间的移动
obj->front%=(obj->k+1);
return true;
}
//取队头元素
int myCircularQueueFront(MyCircularQueue* obj) {
//探空
if(myCircularQueueIsEmpty(obj))
return -1;
else
return obj->a[obj->front];
}
int myCircularQueueRear(MyCircularQueue* obj) {
if(myCircularQueueIsEmpty(obj))
return -1;
else
//模上k+1 rear+(k+1)-1 % (k+1)
return obj->a[(obj->rear+obj->k) % (obj->k+1)];
}
void myCircularQueueFree(MyCircularQueue* obj) {
free(obj->a);
free(obj);
}
