🌏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：文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-690464.html
//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！文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-690464.html
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