循环队列实现（python）

Python ml2024-04-05 9:01

循环队列的关键在于两个指针：

一个是front（队首），指向队列的第一个元素；

另一个是rear（队尾），指向队列的最后一个元素的下一个位置。

在循环队列中，当rear指针到达数组的末尾时，它会跳回到数组的开头，形成一个循环。

python 复制代码

class CircularQueue:
    def __init__(self, capacity):
        self.capacity = capacity + 1  # 多出的一个空间用来判断队列是否已满
        self.queue = [None] * self.capacity
        self.front = 0  # 队首指针
        self.rear = 0  # 队尾指针

    def is_full(self):
        # 队列满的条件是队尾指针再前进一步就会和队首指针重合
        return (self.rear + 1) % self.capacity == self.front

    def is_empty(self):
        # 队列空的条件是队首和队尾指针相等
        return self.front == self.rear

    def enqueue(self, item):
        # 入队操作
        if self.is_full():
            raise Exception("Queue is full")
        self.queue[self.rear] = item
        self.rear = (self.rear + 1) % self.capacity  # 循环移动

    def dequeue(self):
        # 出队操作
        if self.is_empty():
            raise Exception("Queue is empty")
        item = self.queue[self.front]
        self.queue[self.front] = None  # 可选操作，清除引用
        self.front = (self.front + 1) % self.capacity  # 循环移动
        return item

    def peek(self):
        # 查看队首元素
        if self.is_empty():
            raise Exception("Queue is empty")
        return self.queue[self.front]

在这个实现中，使用了一个定长数组来存储队列元素，并通过模运算(% self.capacity)来确保指针在达到数组边界时能够循环移动到数组的开始位置。这样就实现了一个高效且节省空间的循环队列。