LeetCode 641. 设计循环双端队列

本文主要是介绍LeetCode 641. 设计循环双端队列，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

难度：Medium

641. 设计循环双端队列

设计实现双端队列。

实现 MyCircularDeque 类:

• MyCircularDeque(int k) ：构造函数,双端队列最大为 k 。
• boolean insertFront()：将一个元素添加到双端队列头部。 如果操作成功返回 true ，否则返回 false 。
• boolean insertLast() ：将一个元素添加到双端队列尾部。如果操作成功返回 true ，否则返回 false 。
• boolean deleteFront() ：从双端队列头部删除一个元素。 如果操作成功返回 true ，否则返回 false 。
• boolean deleteLast() ：从双端队列尾部删除一个元素。如果操作成功返回 true ，否则返回 false 。
• int getFront() )：从双端队列头部获得一个元素。如果双端队列为空，返回 -1 。
• int getRear() ：获得双端队列的最后一个元素。 如果双端队列为空，返回 -1 。
• boolean isEmpty() ：若双端队列为空，则返回 true ，否则返回 false  。
• boolean isFull() ：若双端队列满了，则返回 true ，否则返回 false 。

示例 1：

输入
["MyCircularDeque", "insertLast", "insertLast", "insertFront", "insertFront", "getRear", "isFull", "deleteLast", "insertFront", "getFront"]
[[3], [1], [2], [3], [4], [], [], [], [4], []]
输出
[null, true, true, true, false, 2, true, true, true, 4]解释
MyCircularDeque circularDeque = new MycircularDeque(3); // 设置容量大小为3
circularDeque.insertLast(1);			        // 返回 true
circularDeque.insertLast(2);			        // 返回 true
circularDeque.insertFront(3);			        // 返回 true
circularDeque.insertFront(4);			        // 已经满了，返回 false
circularDeque.getRear();  				// 返回 2
circularDeque.isFull();				        // 返回 true
circularDeque.deleteLast();			        // 返回 true
circularDeque.insertFront(4);			        // 返回 true
circularDeque.getFront();				// 返回 4

提示：

• 1 <= k <= 1000
• 0 <= value <= 1000
• insertFront, insertLast, deleteFront, deleteLast, getFront, getRear, isEmpty, isFull  调用次数不大于 2000 次

解法思路：

1. 数组

注意事项：

1）定义指针

• front：指向队列头部第1个有效数据的位置；
• rear：指向队列尾部（即最后1个有效数据）的 下一个位置，即下一个从队尾入队元素的位置。

2）队列判空判满

• 判别队列为空的条件是：front == rear;
• 判别队列为满的条件是：(rear + 1) % capacity == front;。可以这样理解，当 rear 循环到数组的前面，要从后面追上 front，还差一格的时候，判定队列为满。

3）下标越界

• 指针后移的时候，下标 +1，要取模；
• 指针前移的时候，为了循环到数组的末尾，需要先加上数组的长度，然后再对数组长度取模。

2. 链表

法一：

class MyCircularDeque {// 数组// Time: O(1)// Space: O(k)private int[] elements;private int rear, front;private int capacity;public MyCircularDeque(int k) {capacity = k + 1;rear = front = 0;elements = new int[capacity];}public boolean insertFront(int value) {if (isFull()) {return false;}front = (front - 1 + capacity) % capacity;elements[front] = value;return true;}public boolean insertLast(int value) {if (isFull()) {return false;}elements[rear] = value;rear = (rear + 1) % capacity;return true;}public boolean deleteFront() {if (isEmpty()) {return false;}front = (front + 1) % capacity;return true;}public boolean deleteLast() {if (isEmpty()) {return false;}rear = (rear - 1 + capacity) % capacity;return true;}public int getFront() {if (isEmpty()) {return -1;}return elements[front];}public int getRear() {if (isEmpty()) {return -1;}return elements[(rear - 1 + capacity) % capacity];}public boolean isEmpty() {return rear == front;}public boolean isFull() {return (rear + 1) % capacity == front;}
}/*** Your MyCircularDeque object will be instantiated and called as such:* MyCircularDeque obj = new MyCircularDeque(k);* boolean param_1 = obj.insertFront(value);* boolean param_2 = obj.insertLast(value);* boolean param_3 = obj.deleteFront();* boolean param_4 = obj.deleteLast();* int param_5 = obj.getFront();* int param_6 = obj.getRear();* boolean param_7 = obj.isEmpty();* boolean param_8 = obj.isFull();*/

 法二：

class MyCircularDeque {// 链表// Time: O(1)// Space: O(k)private class Node {int val;Node prev, next;Node(int val) {this.val = val;}}private Node head, tail;private int capacity;private int size;public MyCircularDeque(int k) {capacity = k;size = 0;}public boolean insertFront(int value) {if (size == capacity) {return false;}Node node = new Node(value);if (size == 0) {head = tail = node;} else {node.next = head;head.prev = node;head = node;}size++;return true;}public boolean insertLast(int value) {if (size == capacity) {return false;}Node node = new Node(value);if (size == 0) {head = tail = node;} else {tail.next = node;node.prev = tail;tail = node;}size++;return true;}public boolean deleteFront() {if (size == 0) {return false;}head = head.next;if (head != null) {head.prev = null;}size--;return true;}public boolean deleteLast() {if (size == 0) {return false;}tail = tail.prev;if (tail != null) {tail.next = null;}size--;return true;}public int getFront() {if (size == 0) {return -1;}return head.val;}public int getRear() {if (size == 0) {return -1;}return tail.val;}public boolean isEmpty() {return size == 0;}public boolean isFull() {return size == capacity;}
}/*** Your MyCircularDeque object will be instantiated and called as such:* MyCircularDeque obj = new MyCircularDeque(k);* boolean param_1 = obj.insertFront(value);* boolean param_2 = obj.insertLast(value);* boolean param_3 = obj.deleteFront();* boolean param_4 = obj.deleteLast();* int param_5 = obj.getFront();* int param_6 = obj.getRear();* boolean param_7 = obj.isEmpty();* boolean param_8 = obj.isFull();*/

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