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设计循环队列

难度：中等

https://leetcode.cn/problems/design-circular-queue/

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。  

示例：

MyCircularQueue circularQueue = new MyCircularQueue(3); // 设置长度为 3
circularQueue.enQueue(1);  // 返回 true
circularQueue.enQueue(2);  // 返回 true
circularQueue.enQueue(3);  // 返回 true
circularQueue.enQueue(4);  // 返回 false，队列已满
circularQueue.Rear();  // 返回 3
circularQueue.isFull();  // 返回 true
circularQueue.deQueue();  // 返回 true
circularQueue.enQueue(4);  // 返回 true
circularQueue.Rear();  // 返回 4

解题

数组

/**
 * 数组
 * @desc 时间复杂度 O(1)  空间复杂度 O(N)
 */
export class MyCircularQueue {
  private rear = 0
  private front = 0
  private capacity: number
  private elements: number[]
  constructor(k: number) {
    this.capacity = k + 1
    this.elements = new Array(this.capacity).fill(0)
  }

  enQueue(value: number): boolean {
    if (this.isFull()) return false

    this.elements[this.rear] = value
    this.rear = (this.rear + 1) % this.capacity
    return true
  }

  deQueue(): boolean {
    if (this.isEmpty()) return false

    this.front = (this.front + 1) % this.capacity
    return true
  }

  Front(): number {
    if (this.isEmpty()) return -1
    return this.elements[this.front]
  }

  Rear(): number {
    if (this.isEmpty()) return -1
    return this.elements[(this.rear - 1 + this.capacity) % this.capacity]
  }

  isEmpty(): boolean {
    return this.rear === this.front
  }

  isFull(): boolean {
    return ((this.rear + 1) % this.capacity) === this.front
  }
}