【设计, 数组】设计循环双端队列

题目

641. 设计循环双端队列

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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

解题

方法一：数组

思路

这题和8月2日的每日一题【设计, 数组】设计循环队列 不能说是一模一样，只能说是非常相似，仅仅只是需要多实现两个方法：头插(insertFront())和尾删(deleteLast())，这里我采用了上次的 思路2 ，而多的两个方法实现如下：

• insertFront(int value)：队列未满时，在队首插入一个元素。我们首先将队首 front 移动一个位置，更新队首索引为(front - 1 + capacity) % capacity，然后在队首插入元素。
• deleteLast()：队列不为空时，从队尾删除一个元素。也就是将队首的索引 rear 更新为 (rear - 1 + capacity) % capacity。

代码

class MyCircularDeque {
    int[] container;
    int capacity, front, rear;

    public MyCircularDeque(int k) {
        container = new int[k + 1];
        capacity = k + 1;
        front = rear = 0;
    }
    
    public boolean insertFront(int value) {
        if (isFull()) return false;
        front = (front - 1 + capacity) % capacity;
        container[front] = value;
        return true;
    }
    
    public boolean insertLast(int value) {
        if (isFull()) return false;
        container[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() {
        return isEmpty() ? -1 : container[front];
    }
    
    public int getRear() {
        return isEmpty() ? -1 : container[(rear - 1 + capacity) % capacity];
    }
    
    public boolean isEmpty() {
        return front == rear;
    }
    
    public boolean isFull() {
        return (rear + 1) % capacity == front;
    }
}

class MyCircularDeque {
public:
    vector<int> container;
    int capacity, front, rear;

    MyCircularDeque(int k) : capacity(k + 1), front(0), rear(0) {
        container.resize(k + 1);
    }
    
    bool insertFront(int value) {
        if (isFull()) return false;
        front = (front - 1 + capacity) % capacity;
        container[front] = value;
        return true;
    }
    
    bool insertLast(int value) {
        if (isFull()) return false;
        container[rear] = value;
        rear = (rear + 1) % capacity;
        return true;
    }
    
    bool deleteFront() {
        if (isEmpty()) return false;
        front = (front + 1) % capacity;
        return true;
    }
    
    bool deleteLast() {
        if (isEmpty()) return false;
        rear = (rear - 1 + capacity) % capacity;
        return true;
    }
    
    int getFront() {
        return isEmpty() ? -1 : container[front];
    }
    
    int getRear() {
        return isEmpty() ? -1 : container[(rear - 1 + capacity) % capacity];
    }
    
    bool isEmpty() {
        return front == rear;
    }
    
    bool isFull() {
        return (rear + 1) % capacity == front;
    }
};