C#LeetCode刷题之#641-设计循环双端队列（Design Circular Deque）

问题

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设计实现双端队列。
你的实现需要支持以下操作：

MyCircularDeque(k)：构造函数,双端队列的大小为k。
insertFront()：将一个元素添加到双端队列头部。如果操作成功返回 true。
insertLast()：将一个元素添加到双端队列尾部。如果操作成功返回 true。
deleteFront()：从双端队列头部删除一个元素。如果操作成功返回 true。
deleteLast()：从双端队列尾部删除一个元素。如果操作成功返回 true。
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。
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。
isEmpty()：检查双端队列是否为空。
isFull()：检查双端队列是否满了。

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 32 -此处应为2，LeetCode官方翻译错误，2018-11-08
circularDeque.isFull(); // 返回 true
circularDeque.deleteLast(); // 返回 true
circularDeque.insertFront(4); // 返回 true
circularDeque.getFront(); // 返回 4

提示：

所有值的范围为 [1, 1000]
操作次数的范围为 [1, 1000]
请不要使用内置的双端队列库。

Design your implementation of the circular double-ended queue (deque).
Your implementation should support following operations:

MyCircularDeque(k): Constructor, set the size of the deque to be k.
insertFront(): Adds an item at the front of Deque. Return true if the operation is successful.
insertLast(): Adds an item at the rear of Deque. Return true if the operation is successful.
deleteFront(): Deletes an item from the front of Deque. Return true if the operation is successful.
deleteLast(): Deletes an item from the rear of Deque. Return true if the operation is successful.
getFront(): Gets the front item from the Deque. If the deque is empty, return -1.
getRear(): Gets the last item from Deque. If the deque is empty, return -1.
isEmpty(): Checks whether Deque is empty or not.
isFull(): Checks whether Deque is full or not.

MyCircularDeque circularDeque = new MycircularDeque(3); // set the size to be 3
circularDeque.insertLast(1); // return true
circularDeque.insertLast(2); // return true
circularDeque.insertFront(3);           // return true
circularDeque.insertFront(4);           // return false, the queue is full
circularDeque.getRear(); // return 32 -此处应为2，LeetCode官方翻译错误，2018-11-08
circularDeque.isFull(); // return true
circularDeque.deleteLast();   // return true
circularDeque.insertFront(4);           // return true
circularDeque.getFront();    // return 4

Note:

All values will be in the range of [1, 1000].
The number of operations will be in the range of [1, 1000].
Please do not use the built-in Deque library.

示例

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public class Program {public static void Main(string[] args) {var circularDeque = new MyCircularDeque(5);Console.WriteLine(circularDeque.InsertFront(7));Console.WriteLine(circularDeque.InsertLast(0));Console.WriteLine(circularDeque.InsertLast(3));Console.WriteLine(circularDeque.InsertFront(9));Console.WriteLine(circularDeque.DeleteLast());Console.WriteLine(circularDeque.GetRear());Console.WriteLine();var circularDeque2 = new MyCircularDeque2(5);Console.WriteLine(circularDeque2.InsertFront(1));Console.WriteLine(circularDeque2.InsertLast(2));Console.WriteLine(circularDeque2.InsertLast(3));Console.WriteLine(circularDeque2.InsertFront(4));Console.WriteLine(circularDeque2.GetRear());Console.WriteLine(circularDeque2.IsFull());Console.WriteLine(circularDeque2.DeleteLast());Console.WriteLine(circularDeque2.GetRear());Console.WriteLine(circularDeque2.InsertFront(4));Console.WriteLine(circularDeque2.GetFront());Console.ReadKey();}public class MyCircularDeque {private int _frontIndex = -1;private int _rearIndex = -1;private int _count = 0;private List<int> _frontList = null;private List<int> _rearList = null;public MyCircularDeque(int k) {//构造函数,双端队列的大小为k_count = k;_frontList = new List<int>();_rearList = new List<int>();}public bool InsertFront(int value) {//将一个元素添加到双端队列头部。 如果操作成功返回 trueif(_count == 0 || _frontIndex + _rearIndex == _count - 2) return false;_frontIndex++;_frontList.Add(value);return true;}public bool InsertLast(int value) {//将一个元素添加到双端队列尾部。如果操作成功返回 trueif(_count == 0 || _frontIndex + _rearIndex == _count - 2) return false;_rearIndex++;_rearList.Insert(0, value);return true;}public bool DeleteFront() {//从双端队列头部删除一个元素。 如果操作成功返回 trueif(_count == 0 || _frontIndex + _rearIndex == -2) return false;if(_frontIndex == -1) {_rearList.RemoveAt(_rearIndex);_rearIndex--;return true;}_frontList.RemoveAt(_frontIndex);_frontIndex--;return true;}public bool DeleteLast() {//从双端队列尾部删除一个元素。如果操作成功返回 trueif(_count == 0 || _frontIndex + _rearIndex == -2) return false;if(_rearIndex == -1) {_frontIndex--;_frontList.RemoveAt(0);return true;}_rearIndex--;_rearList.RemoveAt(0);return true;}public 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 -1if(_count == 0 || _frontIndex + _rearIndex == -2) return -1;if(_frontIndex == -1) {return _rearList[_rearIndex];}return _frontList[_frontIndex];}public 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 -1if(_count == 0 || _frontIndex + _rearIndex == -2) return -1;if(_rearIndex == -1) {return _frontList[0];}return _rearList[0];}public bool IsEmpty() {//检查双端队列是否为空return _frontIndex + _rearIndex == -2;}public bool IsFull() {//检查双端队列是否满了return _frontIndex + _rearIndex == _count - 2;}}public class MyCircularDeque2 {private List<int> _list = null;private int _count = 0;public MyCircularDeque2(int k) {_list = new List<int>();_count = k;}public bool InsertFront(int value) {if(_count > _list.Count) {_list.Insert(0, value);return true;}return false;}public bool InsertLast(int value) {if(_count > _list.Count) {_list.Add(value);return true;}return false;}public bool DeleteFront() {if(_list.Count > 0) {_list.RemoveAt(0);return true;}return false;}public bool DeleteLast() {if(_list.Count > 0) {_list.RemoveAt(_list.Count - 1);return true;}return false;}public int GetFront() {return _list.Count > 0 ? _list[0] : -1;}public int GetRear() {return _list.Count > 0 ? _list[_list.Count - 1] : -1;}public bool IsEmpty() {return _list.Count <= 0;}public bool IsFull() {return _list.Count == _count;}}}

以上给出2种算法实现，以下是这个案例的输出结果：

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True
True
True
True
True
0True
True
True
True
3
False
True
2
True
4

分析：

显而易见，以上2种算法中所有的方法的时间复杂度均为： $O(n)$ 。

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