622. Design Circular Queue #

题目 #

设计循环队列。循环队列是一种线性数据结构，其操作表现基于 FIFO（先进先出）原则并且队尾被连接在队首之后以形成一个循环。它也被称为“环形缓冲器”。

循环队列的一个好处是我们可以利用这个队列之前用过的空间。在一个普通队列里，一旦一个队列满了，我们就不能插入下一个元素，即使在队列前面仍有空间。但是使用循环队列，我们能使用这些空间去存储新的值。

你的实现应该支持如下操作：

MyCircularQueue(k): 构造器，设置队列长度为 k 。
Front: 从队首获取元素。如果队列为空，返回 -1 。
Rear: 获取队尾元素。如果队列为空，返回 -1 。
enQueue(value): 向循环队列插入一个元素。如果成功插入则返回真。
deQueue(): 从循环队列中删除一个元素。如果成功删除则返回真。
isEmpty(): 检查循环队列是否为空。
isFull(): 检查循环队列是否已满。

思路 #

基于链表的实现较为简单，而基于数组的实现相对复杂。

代码 #

class MyCircularQueue {

    private class ListNode {
        int val;
        ListNode prev;
        ListNode next;

        ListNode (int val, ListNode prev, ListNode next) {
            this.val = val;
            this.prev = prev;
            this.next = next;
        }
    }

    private int size;
    private int capacity;
    ListNode sentinel;

    public MyCircularQueue(int k) {
        this.capacity = k;
        this.size = 0;
        this.sentinel = new ListNode(-1, null, null);
        this.sentinel.prev = this.sentinel.next = this.sentinel;
    }
    
    public boolean enQueue(int value) {
        if (isFull() == true) return false;
        this.sentinel.prev = new ListNode(value, this.sentinel.prev, this.sentinel);
        this.sentinel.prev.prev.next = this.sentinel.prev;
        this.size += 1;
        return true;
    }
    
    public boolean deQueue() {
        if (isEmpty() == true) return false;
        this.sentinel.next = this.sentinel.next.next;
        this.sentinel.next.prev = this.sentinel;
        this.size -= 1;
        return true;
    }
    
    public int Front() {
        if (isEmpty() == true) return -1;
        else return this.sentinel.next.val;
    }
    
    public int Rear() {
        if (isEmpty() == true) return -1;
        else return this.sentinel.prev.val;
    }
    
    public boolean isEmpty() {
        return this.size == 0;
    }
    
    public boolean isFull() {
        return this.size == capacity;
    }
}