LeetCode—设计循环队列（两种方法）

1.题目 

2.思路一（数组）

通过数组进行模拟，通过操作数组的索引构建一个虚拟的首尾相连的环。再循环队列结构中，设置一个队首head和队尾tail，数组的大小固定为k。

初步分析：存在缺陷

改善假溢出问题：

(1) 用size记录数组长度

(2) 多开辟一块空间

 这里，我们选择方案二解决：

 我们对取尾进行分析：

3参考代码（数组解决）

typedef struct {int* a;int head;//头下标int tail;//尾的下一个的下标int k;
} MyCircularQueue;MyCircularQueue* myCircularQueueCreate(int k) {MyCircularQueue* obj = (MyCircularQueue*)malloc(sizeof(MyCircularQueue));//多开一个空间解决假溢出问题obj->a = malloc(sizeof(int)*(k +1));obj->head = obj->tail = 0;obj->k = k;return obj;
}//判空
bool myCircularQueueIsEmpty(MyCircularQueue* obj) {return obj->head == obj->tail;
}
//判满
bool myCircularQueueIsFull(MyCircularQueue* obj) {//模（K+1）解决回绕的问题return (obj->tail + 1)%(obj->k + 1) == obj->head;
} //入队列
bool myCircularQueueEnQueue(MyCircularQueue* obj, int value) {if(myCircularQueueIsFull(obj))return false;//没满obj->a[obj->tail] = value;obj->tail++;//解决回绕的问题obj->tail %= (obj->k + 1);return true;
}
//出队列
bool myCircularQueueDeQueue(MyCircularQueue* obj) {if(myCircularQueueIsEmpty(obj))return false;else{++obj->head;//解决回绕问题obj->head %= (obj->k + 1);return true;}
}
//取头
int myCircularQueueFront(MyCircularQueue* obj) {if(myCircularQueueIsEmpty(obj))return -1;elsereturn obj->a[obj->head];
}
//取尾
int myCircularQueueRear(MyCircularQueue* obj) {if(myCircularQueueIsEmpty(obj))return -1;else{//1//return obj->tail == 0 ? obj->a[obj->k] : obj->a[obj->tail - 1];     //2//return obj->a[((obj->tail -1) +(obj->k + 1))%(obj->k + 1)]//简化后return obj->a[(obj->tail + obj->k )%(obj->k + 1)];}}void myCircularQueueFree(MyCircularQueue* obj) {free(obj->a);free(obj);
}

 4.思路二（链表）

 用单链表实现队列较为简单，入队列时，将新的元素尾插插入到链表的尾部；出队列时，将链表的都节点返回，并将头指针指向下一个节点。

创建循环队列

head：链表的头结点，队列的头结点

tail：链表的尾节点，队列的尾节点

capacity：队列的容量

size：队列当前元素的数量

//创建循环队列
typedef struct {struct ListNode* head;//队列头节点struct ListNode* tail;//队列尾节点int capacity;//队列容量int size;//队列当前元素数量
} MyCircularQueue;

5.参考代码（链表解决）

//创建循环队列
typedef struct {struct ListNode* head;//队列头节点struct ListNode* tail;//队列尾节点int capacity;//队列容量int size;//队列当前元素数量
} MyCircularQueue;//初始化
MyCircularQueue* myCircularQueueCreate(int k) {MyCircularQueue* obj = (MyCircularQueue*)malloc(sizeof(MyCircularQueue));obj->capacity = k;obj->size = 0;obj->head = obj->tail = NULL;return obj;
}
//入队列
bool myCircularQueueEnQueue(MyCircularQueue* obj, int value) {if(obj->capacity == obj->size)return false;//创建新节点struct ListNode* newnode = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));newnode->val = value;newnode->next = NULL;if(!obj->head)//空链表{obj->head = obj->tail = newnode;}else//非空链表，尾插{obj->tail->next = newnode;obj->tail = newnode;}obj->size++;return true;
}
//出队列（先入先出）
bool myCircularQueueDeQueue(MyCircularQueue* obj) {if(obj->size == 0)return false;struct ListNode* node = obj->head;obj->head = obj->head->next;obj->size--;free(node);return true;
}
//返回队首元素
int myCircularQueueFront(MyCircularQueue* obj) {if(obj->size == 0)return -1;return obj->head->val;
}
//返回队尾元素
int myCircularQueueRear(MyCircularQueue* obj) {if(obj->size == 0)return -1;return obj->tail->val;
}
//判空
bool myCircularQueueIsEmpty(MyCircularQueue* obj) {return obj->size == 0;
}
//判满
bool myCircularQueueIsFull(MyCircularQueue* obj) {return obj->size == obj->capacity;
}
//销毁队列
void myCircularQueueFree(MyCircularQueue* obj) {//一次销毁节点for(struct ListNode* cur = obj->head;cur;){struct ListNode* node = cur;cur = cur->next;   free(node);}free(obj);
}