🌏引言
队列的操作算法是笔试面试中较为常见的题目。
本文将着重介绍平时面试中常见的关于队列的应用题目，马上要进行秋招了。希望对你们有帮助 _😀
🍀循环队列
🐱👤题目描述
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。
class MyCircularQueue { public MyCircularQueue(int k) { } public boolean enQueue(int value) { } public boolean deQueue() { } public int Front() { } public int Rear() { } public boolean isEmpty() { } public boolean isFull() { } } /** * 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(); */
🐱👓示例：
🐱🐉提示
🐱🏍思路解析：
要解决循环队列的有如下几个难题：
- 数组的下标如何实现循环
- 如何判别数组是否满了
📌数组下标循环的小技巧
- 下标最后再往后(offset 小于 array.length): index = (index + offset) % array.length
- 下标最前再往前(offset 小于 array.length): index = (index + array.length - offset) % array.length
📌区分空与满
有三个方法：
- 通过添加 size 属性记录
- 保留一个位置
- 使用标记
博主这里采用第二个方法，如下图所示：
🚩创建队列
由于我们需要浪费一个空间来判断是否为满，随意在构造方法时回多构造一个空间
代码实现如下：
private int[] elem; private int front;//表示队列的头 private int rear;//表示队列的尾 public MyCircularQueue(int k) { this.elem = new int[k+1]; }
🚩判断是否为满
我们只需要判断队尾的下一个元素是否为队尾就好
由于队列是循环的，所以我们需要利用数组循环下标的技巧来找
代码实现如下：
public boolean isFull() { return (rear+1)%elem.length == front; }
🚩检查循环队列是否为空
当队尾等于队头时
//检查循环队列是否为空。 public boolean isEmpty() { return rear == front; }
🚩插入元素
做法如下：
- 判断是否为满
- 若为满。返回false
- 若不为满，则在elem下标为rear处插入该元素
- 队尾向后走一步，返回true；
代码实现如下：
//向循环队列插入一个元素。如果成功插入则返回真 public boolean enQueue(int value) { if(isFull() ) { return false; } elem[rear] = value; rear = (rear+1)%elem.length; return true; }
🚩删除元素
做法如下：
- 判断是否为null
- 若为null。返回false
- 若不为null，队首向后走一步，返回true；
实现如下：
//从循环队列中删除一个元素。如果成功删除则返回真。 public boolean deQueue() { if(isEmpty() ) { return false; } front = (front+1)%elem.length; return true; }
🚩从队首获取元素
做法如下：
- 如果队列为空，返回 -1
- 不为空，返回数组elem下标为fornt的值
代码如下：
//从队首获取元素。如果队列为空，返回 -1 。 public int Front() { if(isEmpty() ) { return -1; } return elem[front]; }
🚩从队尾获取元素
做法如下：
- 如果队列为空，返回-1
- 不为空，如果为队尾下标为1，返回下标为elem.length-1的元素
- 下标不为1，返回数组下标为rear-1的值
代码如下：
//从队尾获取元素。如果队列为空，返回 -1 。 public int Rear() { if(isEmpty() ) { return -1; } if(rear == 0) { return elem[elem.length-1]; } return elem[rear-1]; }
🚩完整代码：
class MyCircularQueue { private int[] elem; private int front;//表示队列的头 private int rear;//表示队列的尾 public MyCircularQueue(int k) { this.elem = new int[k+1]; } //向循环队列插入一个元素。如果成功插入则返回真 public boolean enQueue(int value) { if(isFull() ) { return false; } elem[rear] = value; rear = (rear+1)%elem.length; return true; } //从循环队列中删除一个元素。如果成功删除则返回真。 public boolean deQueue() { if(isEmpty() ) { return false; } front = (front+1)%elem.length; return true; } //从队首获取元素。如果队列为空，返回 -1 。 public int Front() { if(isEmpty() ) { return -1; } return elem[front]; } //从队尾获取元素。如果队列为空，返回 -1 。 public int Rear() { if(isEmpty() ) { return -1; } if(rear == 0) { return elem[elem.length-1]; } return elem[rear-1]; } //检查循环队列是否为空。 public boolean isEmpty() { return rear == front; } //判断是否为满 public boolean isFull() { return (rear+1)%elem.length == front; } }
⭕总结
关于《【数据结构】详解环形队列》就讲解到这儿，感谢大家的支持，欢迎各位留言交流以及批评指正，如果文章对您有帮助或者觉得作者写的还不错可以点一下关注，点赞，收藏支持一下！
