每日一题（设计循环队列）

622. 设计循环队列 - 力扣（LeetCode）

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1.题意解读

本题只能为队列开辟k个单位空间，并且只能利用这几个空间进行数据的存储。

思路：本题使用数组来实现队列是比较方便的，首先定义两个变量：front和rear变量。分别用于记录队头和队尾。一开始初始化时让front和rear都指向数组的第一个位置，存储数据时，按着下图的方式，向rear下标处存储数据，存储成功之后rear自加1，也就是意味着rear始终指向的当前队尾元素的下一个位置。

分析：假设k的值是5，那么本来应该就是开辟5个空间。但是我用的这种方法需要多开辟一个单位的空间。为什么呢？假若我们开辟的是5的单位的空间，那么当存满了k个数据之后，此时的rear和front就都指向了数组中的第一个元素。那么请仔细想想，在初始化的时候我们也将rear和front也初始化为了0，也指向了数组中的第一个元素。那么在这两种情况下，front和rear都指向了数组的第一个元素，但是队列中的元素个数却是大不相同，无法将队列为满和队列为空进行分开。为了避免这种问题的发生，这里多开辟一个空间，当rear下标的下一个位置是front时，此时队列中存储了k个元素，也就说明了队列已满，那么同时判断队列为空就很方便了。只要rear与front相等时，队列就为空。

删除队头元素：删除队头的元素就只需要将front++即可。

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注意：

当遇到了非常规情况时：rear到了队尾需要循环到队头时，则只需要执行语句 rear++;rear %= k+1;这两条语句即可。针对front到达队尾需要到达队头的情况也同样适用的。
当需要获取队尾的元素时，实际上获取的是rear的前一个下标处的值，需要访问rear-1下标处的值，但是假若此时的rear的值是0，那么此时需要特判以下，假如rear的值是0时，直接访问k下标处的值即可。rear的值不为0时，只需要正常访问rear-1下标处的元素即可。

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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 = 0;
    obj->rear = 0;
    obj->k = k;
    return obj;
}

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

bool myCircularQueueIsFull(MyCircularQueue* obj) {
        assert(obj);
    return (((obj->rear+1)%(obj->k+1))==(obj->front));
}

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

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

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

int myCircularQueueRear(MyCircularQueue* obj) {
        assert(obj);
    if(myCircularQueueIsEmpty(obj))
    {
        return -1;
    }
    if(obj->rear == 0)
        return obj->a[obj->k];
    else
    {
         return obj->a[obj->rear-1];
    }
}

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