LeetCode刷题笔记：622.设计循环队列

1. 问题描述

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。

2. 解题思路

采用链表实现循环队列
定义循环队列的属性：
① head 为链表的头节点，队列的头节点。
② tail 为链表的尾节点，队列的尾节点。
③ capacity 为队列的容量，即队列可以存储的最大元素数量。
④ size 为队列当前元素的数量。

3. 代码实现

class MyCircularQueue {
    

    private ListNode head;
    private ListNode tail;
    private int capacity;
    private int size;

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

/** * Your MyCircularQueue object will be instantiated and called as such: * MyCircularQueue obj = new MyCircularQueue(k); * boolean param_1 = obj.enQueue(value); * boolean param_2 = obj.deQueue(); * int param_3 = obj.Front(); * int param_4 = obj.Rear(); * boolean param_5 = obj.isEmpty(); * boolean param_6 = obj.isFull(); */

• 时间复杂度：初始化和每项操作的时间复杂度均为O(1)。
• 空间复杂度：O(k)，其中 k 为给定的队列元素数目。