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[题目链接:622. 设计循环队列 - 力扣(LeetCode)](#题目链接:622. 设计循环队列 - 力扣(LeetCode))
题目链接:622. 设计循环队列 - 力扣(LeetCode)
题解:
循环队列的意思就是,如果将插入的数据删除后,原来的空间可以重复使用。
我们能想到的就是利用数组或者链表这两种数据结构。
如果使用数组的话那么数组到尾之后,要将下标置为0。
如果使用链表的话,那么可能就要用到双向链表,当到达尾部的时候,就要重新回到头。但每次插入新的数据的时候,都要malloc新的节点,无疑增大了工作量,似乎会更复杂一些。
**本题我们就使用数组来实现:**数组到尾之后,要将下标置为0,然后开始新一轮的循环。
这时我们就遇到两个问题了,什么时候为空?什么时候为满?
为空的情况我们是很容易想到的,此时我们定义两个指针,front(控制出队)和back(控制入队),如果front等于back那我们就认为数据为空。
那空我们解决了,那什么情况又为满呢?
当back到达尾部时,下标重置,此时front==back,此时可以为满?这样的话,back==front既是空,又是满,这样两种情况就区分不开了。
这里有两种方法:1.增加一个size,size==0为空,非为插入数据总数就是满。
2.增加一个控制位。
**这里我们就选择第二种方法来实现,增加一个控制位。**这个位置也是存放数据的,循环起来空的是任意位置,如果插入4个数据,我们就开5个数据大小的空间。
我们让back永远指向数据的下一个位置,back位置就不存数据。
这样一来,如果back的下一个是front,那就代表数据存满了。
随之也会出现下面两种情况,右边的这种情况real+1==front就能判断存满了。那左边这个back+1他就不能判断了,还会造成假越界的问题。这时我们就可以让back+1模上一个k
+1,表达式就可以写成:(back+1)%(k+1)==front。左边back值为4,这时(4+1)%(4+1)==0成立。右边(1+1)%(4+1)==2成立。这样一来问题就解决了。
代码实现:
1.结构体成员介绍:
cpptypedef struct { int*a ; int front; int back; int k; } MyCircularQueue;
a为开辟的数组,k为入队数据个数 。
2.初始化
cppMyCircularQueue* myCircularQueueCreate(int k) { MyCircularQueue*obj = (MyCircularQueue*)malloc(sizeof(MyCircularQueue)); obj->a = (int*)malloc(sizeof(int)*(k+1)); obj->front = 0; obj->back = 0; obj->k = k; return obj; }
3.判空和判满
cppbool myCircularQueueIsEmpty(MyCircularQueue* obj) { return obj->front == obj->back; } bool myCircularQueueIsFull(MyCircularQueue* obj) { return (obj->back+1)%(obj->k+1) == obj->front; }
实现下面接口要用到这两个函数,我们可以将之挪到前面,也可以在上面单独声明。
4.入队
cppbool myCircularQueueEnQueue(MyCircularQueue* obj, int value) { if(myCircularQueueIsFull(obj)) return false; obj->a[obj->back]=value; ++obj->back; (obj->back) %=(obj->k+1); return true; }
入队需要注意:首先要判满,然后插入数据,最后还要考虑如果back下标如果到尾,还要将back重置为0,这里我们也可以用到取模的方法,back小于k+1back值不变back=k+1 back=k+1,back重置为0。
5.出队
cppbool myCircularQueueDeQueue(MyCircularQueue* obj) { if(myCircularQueueIsEmpty(obj)) return false; ++obj->front; obj->front %=(obj->k+1); return true; }
出队需要注意:首先要判空,然后删除数据,和back一样也要检出front下标是否到尾。
6.取队头数据
cppint myCircularQueueFront(MyCircularQueue* obj) { if(myCircularQueueIsEmpty(obj)) return -1; return obj->a[obj->front]; }
取队头数据,先要判空,如果为空,根据题目要求要返回-1,否则返回队头数据。
7.取队尾数据
cppint myCircularQueueRear(MyCircularQueue* obj) { if(myCircularQueueIsEmpty(obj)) return -1; return obj->a[(obj->back-1+obj->k+1)%(obj->k+1)]; }
取队尾数据 ,先要判空,如果为空,根据题目要求要返回-1,否则返回队尾数据。
如果遇到这种情况:back-1=-1,这就取不到队尾数据了。这时(obj->back-1+obj->k+1)%(obj->k+1)我们可以这样写,加上一个(k+1),就可以解决back为0 的情况了。如果back不为0,那么模上一个(k+1)就能把加上的(k+1)模掉。
8.free
cppvoid myCircularQueueFree(MyCircularQueue* obj) { free(obj->a); free(obj); }
完整代码:
cpptypedef struct { int*a ; int front; int back; 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->back = 0; obj->k = k; return obj; } bool myCircularQueueIsEmpty(MyCircularQueue* obj) { return obj->front == obj->back; } bool myCircularQueueIsFull(MyCircularQueue* obj) { return (obj->back+1)%(obj->k+1) == obj->front; } bool myCircularQueueEnQueue(MyCircularQueue* obj, int value) { if(myCircularQueueIsFull(obj)) return false; obj->a[obj->back]=value; ++obj->back; (obj->back) %=(obj->k+1); return true; } bool myCircularQueueDeQueue(MyCircularQueue* obj) { if(myCircularQueueIsEmpty(obj)) return false; ++obj->front; obj->front %=(obj->k+1); return true; } int myCircularQueueFront(MyCircularQueue* obj) { if(myCircularQueueIsEmpty(obj)) return -1; return obj->a[obj->front]; } int myCircularQueueRear(MyCircularQueue* obj) { if(myCircularQueueIsEmpty(obj)) return -1; return obj->a[(obj->back+obj->k)%(obj->k+1)]; } void myCircularQueueFree(MyCircularQueue* obj) { free(obj->a); free(obj); }
队列OJ--循环队列
momo小菜pa2023-11-21 11:37
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