【Java】 LeetCode 622. 设计循环队列（有关实现循环队列的讲解）

题目：
设计你的循环队列实现。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。

解题思路：

关于循环队列的实现我们可以用数组来实现，把数组抽象想象成卷起来的，如图：
实现循环的关键点有两个：

判断数组是否满的方法用：浪费一个数组格子，判断rear的下一个是否是front，具体方法使，用下面公式
如果数组大小是8，此时最后一个元素下标是7，要想放元素到下一个循环的第一个空间中，关键就是公式的推导
这里我们使用的公式是：（rear+1）% elem.length
（7+1）%8=0；这样就实现了7下标的下一个下标是0，实现了队列的循环
具体代码实现如下：

class MyCircularQueue {public int[] elem;public int front; //队头public int rear; //队尾public MyCircularQueue(int k) {this.elem=new int[k+1]; //因为我们的队列设计是牺牲一个空间的设计，给8最多能放7个元素，所以new时候大小就需要多出一个 也就是k+1 }public boolean enQueue(int value) {if (isFull()){return false;}this.elem[rear]=value;rear=(rear+1)%elem.length; //下标查找使用公式return true;}public boolean deQueue() {if (isEmpty()) return false;front=(front+1)%elem.length;return true;}public int Front() {if (isEmpty()){return -1;}return elem[front];}public int Rear() {if (isEmpty()){return -1;}int index=-1;if (rear==0){index=elem.length-1; //如果rear在0位置，需要的元素在上一个循环末尾，下标也就是数组长度-1}else { index=rear-1; //元素位置就是数组对应下标}return elem[index];}public boolean isEmpty() {return this.front==this.rear; //front==rear说明此时数组为空}public boolean isFull() {if ((rear+1)%elem.length==front){return true; //公式计算的结果为0就说明满了}return false;}
}

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