一.前言
上一次我们分享了关于队列的基本实现------https://blog.csdn.net/yiqingaa/article/details/139033067?spm=1001.2014.3001.5502
现在我们将使用队列知识来解决问题------设计循环队列:https://leetcode.cn/problems/design-circular-queue/submissions/533299335
二.正文
1.1题目描述
1.2题目分析
本题给了我们七个操作需求,需要我们将这些函数功能实现出来。
对于这道题,假如我们是使用数组来实现队列,在这里我们可以事先模拟走一下:
那么我们如何解决这个问题呢。在这里我们我们可以通过多创建一个空间的方式解决这个问题。
(1)定义栈的结构
cpptypedef struct { int* a;//a是int*类型的数组 int k;//k代表了我们的数组长度 int head;//head会指向我们的头元素(head在这里不是指针,可以当成另类的下标) int tail;//tail在我们数据的后一个位置(tail在这里不是指针,可以当成另类的下标) } MyCircularQueue;
假如k是4,数组有1,2,3,4这些数据。那么就有:
(2)创建我们的队列
cppMyCircularQueue* myCircularQueueCreate(int k) { MyCircularQueue* obj=(MyCircularQueue*)malloc(sizeof(MyCircularQueue)); obj->a=(int*)malloc(sizeof(int)*(k+1)); if(obj->a==NULL) { perror("malloc fail!"); } obj->k=k; obj->head=obj->tail=0; return obj; }
我们首先为我们的队列结构体申请了sizeof(MyCircularQueue)字节大小的空间。
然后又为了我们数组申请了sizeof(int)*(k+1)字节大小的空间。
用我们的结构体成员k接受形参k的值。
并让head,tail都初始化为0。
(3)判断队列是否为空
cppbool myCircularQueueIsEmpty(MyCircularQueue* obj) { if(obj->head==obj->tail) return true; return false; }
这里我们先实现了判断队列是否为空的函数功能,因为这个函数功能在后面实现数据插入和删除中都需要用到,因此,在这里我们就先实现了。
(4)判断队列是否数据已满
cppbool myCircularQueueIsFull(MyCircularQueue* obj) { if((obj->tail+1)%(obj->k+1)==obj->head) return true; return false; }
(5)队列数据的插入
cppbool myCircularQueueEnQueue(MyCircularQueue* obj, int value) { if(myCircularQueueIsFull(obj)==true) return false; obj->a[obj->tail]=value; obj->tail++; obj->tail=(obj->tail)%(obj->k+1); return true; }
这里我们先进行了判断,如果队列数据已经满了,就插不了数据了,直接返回false即可。
在这里,我们需要额外注意这行代码:obj->tail=(obj->tail)%(obj->k+1);
相信同学们看到这里已经发现了,我们上述代码中很多都用到了取余%的应用,这是为了让head和tail能正常的循环。
(6) 队列数据的删除
cppbool myCircularQueueDeQueue(MyCircularQueue* obj) { if(myCircularQueueIsEmpty(obj)==true) return false; obj->head++; obj->head=(obj->head)%(obj->k+1); return true; }
这里我们需要知道,如果队列没有数据的时候,我们不能进行数据删除,因为本来队列都没数据了,再删除就会出现内存泄露的问题。
(7) 取出队头的数据
cppint myCircularQueueFront(MyCircularQueue* obj) { if(myCircularQueueIsEmpty(obj)==true) return -1; return obj->a[obj->head]; }
(8)取出队尾的数据
cppint myCircularQueueRear(MyCircularQueue* obj) { if(myCircularQueueIsEmpty(obj)==true) return -1; return obj->a[(obj->tail-1+obj->k+1)%(obj->k+1)]; }
(9)销毁我们创建的对列
cppvoid myCircularQueueFree(MyCircularQueue* obj) { free(obj->a); free(obj); }
1.3代码实现
cpptypedef struct { int* a; int k; int head; int tail; } MyCircularQueue; MyCircularQueue* myCircularQueueCreate(int k) { MyCircularQueue* obj=(MyCircularQueue*)malloc(sizeof(MyCircularQueue)); obj->a=(int*)malloc(sizeof(int)*(k+1)); if(obj->a==NULL) { perror("malloc fail!"); } obj->k=k; obj->head=obj->tail=0; return obj; } bool myCircularQueueIsEmpty(MyCircularQueue* obj) { if(obj->head==obj->tail) return true; return false; } bool myCircularQueueIsFull(MyCircularQueue* obj) { if((obj->tail+1)%(obj->k+1)==obj->head) return true; return false; } bool myCircularQueueEnQueue(MyCircularQueue* obj, int value) { if(myCircularQueueIsFull(obj)==true) return false; obj->a[obj->tail]=value; obj->tail++; obj->tail=(obj->tail)%(obj->k+1); return true; } bool myCircularQueueDeQueue(MyCircularQueue* obj) { if(myCircularQueueIsEmpty(obj)==true) return false; obj->head++; obj->head=(obj->head)%(obj->k+1); return true; } int myCircularQueueFront(MyCircularQueue* obj) { if(myCircularQueueIsEmpty(obj)==true) return -1; return obj->a[obj->head]; } int myCircularQueueRear(MyCircularQueue* obj) { if(myCircularQueueIsEmpty(obj)==true) return -1; return obj->a[(obj->tail-1+obj->k+1)%(obj->k+1)]; } void myCircularQueueFree(MyCircularQueue* obj) { free(obj->a); free(obj); } /** * Your MyCircularQueue struct will be instantiated and called as such: * MyCircularQueue* obj = myCircularQueueCreate(k); * bool param_1 = myCircularQueueEnQueue(obj, value); * bool param_2 = myCircularQueueDeQueue(obj); * int param_3 = myCircularQueueFront(obj); * int param_4 = myCircularQueueRear(obj); * bool param_5 = myCircularQueueIsEmpty(obj); * bool param_6 = myCircularQueueIsFull(obj); * myCircularQueueFree(obj); */
以上代码就是我们在力扣网上运行的代码。
三.结言
本题的分享就到这了,有兴趣的小伙伴,能不能给个三连,真的求求了。
帅哥美女们,咱们下期再见。