LeetCode刷题之队列

其他 2020-04-06 13:18:33 阅读次数: 0

641. 设计循环双端队列

设计实现双端队列。
你的实现需要支持以下操作：
MyCircularDeque(k)：构造函数,双端队列的大小为k。 insertFront()：将一个元素添加到双端队列头部。
如果操作成功返回 true。 insertLast()：将一个元素添加到双端队列尾部。如果操作成功返回 true。
deleteFront()：从双端队列头部删除一个元素。 如果操作成功返回 true。
deleteLast()：从双端队列尾部删除一个元素。如果操作成功返回 true。
getFront()：从双端队列头部获得一个元素。如果双端队列为空，返回 -1。 getRear()：获得双端队列的最后一个元素。
如果双端队列为空，返回 -1。 isEmpty()：检查双端队列是否为空。 isFull()：检查双端队列是否满了。 示例：

MyCircularDeque circularDeque = new MycircularDeque(3); // 设置容量大小为3
circularDeque.insertLast(1); // 返回 true
circularDeque.insertLast(2); // 返回 true
circularDeque.insertFront(3); // 返回 true
circularDeque.insertFront(4); // 已经满了，返回 false
circularDeque.getRear(); // 返回 2 circularDeque.isFull();
// 返回 true circularDeque.deleteLast(); // 返回 true
circularDeque.insertFront(4); // 返回 true
circularDeque.getFront(); // 返回 4

提示：

所有值的范围为 [1, 1000] 操作次数的范围为 [1, 1000] 请不要使用内置的双端队列库。

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/design-circular-deque
难度:中等
著作权归领扣网络所有。商业转载请联系官方授权，非商业转载请注明出处。

思路：这个设计题目一开始让我有点摸不着头脑，第一次接触所谓双端队列。但是我在题解去，看一个高赞回答的dalao解释后明白了所谓循环双端队列是什么玩意。
总结起来就一句话：队列中，rear和front职责分明，分别负责一头一尾（即分别管理进出），但是在双端队列中rear和front的职责共享。重要的是这告诉我们可以基于队列的条件去设置循环双端队列，我只需要对front和rear的操作共享化（即两者都可以管理进出）。那么队空队满的条件判断都可以基于队列来设计。
好了下面是顺序存储结构的实现，有时间再发给链式存储结构的实现。
最后不得不感叹一句，LeetCode上C++简直优势占尽，几乎优质题解都是C++。

typedef struct MyCircularDeque 
{
    int front;
    int rear;
    int MAXSIZE;
    int data[];     //这是伸缩型数组成员,可以理解为动态数组，大小依据内存分配而定。不明白自行查阅
} MyCircularDeque;


bool myCircularDequeIsEmpty(MyCircularDeque* obj);
bool myCircularDequeIsFull(MyCircularDeque* obj);


/** Initialize your data structure here. Set the size of the deque to be k. */
MyCircularDeque* myCircularDequeCreate(int k) {
    MyCircularDeque* obj = (MyCircularDeque*)malloc(sizeof(MyCircularDeque) + (k + 1) * sizeof(int));
    if(!obj)
        return NULL;
    memset(obj, 0, sizeof(MyCircularDeque) + (k + 1) * sizeof(int));
    obj->MAXSIZE = k + 1;	//多分配了一个位置是为了方便队满队空的判断.

    return obj;
}

/** Adds an item at the front of Deque. Return true if the operation is successful. */
bool myCircularDequeInsertFront(MyCircularDeque* obj, int value) {
    if(myCircularDequeIsFull(obj))
        return false;

    obj->front = (obj->front - 1 + obj->MAXSIZE) % obj->MAXSIZE;
    obj->data[obj->front] = value;
    return true;
}

/** Adds an item at the rear of Deque. Return true if the operation is successful. */
bool myCircularDequeInsertLast(MyCircularDeque* obj, int value) {
    if(myCircularDequeIsFull(obj))
        return false;

    obj->data[obj->rear] = value;
    obj->rear = (obj->rear + 1) % obj->MAXSIZE;
    return true;
}

/** Deletes an item from the front of Deque. Return true if the operation is successful. */
bool myCircularDequeDeleteFront(MyCircularDeque* obj) {
    if(myCircularDequeIsEmpty(obj))
        return false;
    
    obj->front = (obj->front + 1) % obj->MAXSIZE;
    return true;
}

/** Deletes an item from the rear of Deque. Return true if the operation is successful. */
bool myCircularDequeDeleteLast(MyCircularDeque* obj) {  //OVER
    if(myCircularDequeIsEmpty(obj))
        return false;

     obj->rear = (obj->rear - 1 + obj->MAXSIZE) % obj->MAXSIZE;
     return true;
}

/** Get the front item from the deque. */
int myCircularDequeGetFront(MyCircularDeque* obj) { //OVER
    return myCircularDequeIsEmpty(obj) ? -1 : obj->data[obj->front];
}

/** Get the last item from the deque. */
int myCircularDequeGetRear(MyCircularDeque* obj) {  //OVER
    if(myCircularDequeIsEmpty(obj))
        return -1;

    int index = (obj->rear - 1 +obj->MAXSIZE) % obj->MAXSIZE;
    return obj->data[index];
}

/** Checks whether the circular deque is empty or not. */
bool myCircularDequeIsEmpty(MyCircularDeque* obj) { //OVER
    return obj->rear == obj->front ? true : false;
}

/** Checks whether the circular deque is full or not. */
bool myCircularDequeIsFull(MyCircularDeque* obj) {  //OVER
    return (obj->rear +1) % obj->MAXSIZE == obj->front ? true : false;
}

void myCircularDequeFree(MyCircularDeque* obj) {    //OVER
    free(obj);
    obj = NULL;
}

622. 设计循环队列

设计实现双端队列。 你的实现需要支持以下操作：

MyCircularDeque(k)：构造函数,双端队列的大小为k。 insertFront()：将一个元素添加到双端队列头部。
如果操作成功返回 true。 insertLast()：将一个元素添加到双端队列尾部。如果操作成功返回 true。
deleteFront()：从双端队列头部删除一个元素。 如果操作成功返回 true。
deleteLast()：从双端队列尾部删除一个元素。如果操作成功返回 true。
getFront()：从双端队列头部获得一个元素。如果双端队列为空，返回 -1。 getRear()：获得双端队列的最后一个元素。
如果双端队列为空，返回 -1。 isEmpty()：检查双端队列是否为空。 isFull()：检查双端队列是否满了。 示例：

MyCircularDeque circularDeque = new MycircularDeque(3); // 设置容量大小为3
circularDeque.insertLast(1); // 返回 true
circularDeque.insertLast(2); // 返回 true
circularDeque.insertFront(3); // 返回 true
circularDeque.insertFront(4); // 已经满了，返回 false
circularDeque.getRear(); // 返回 2 circularDeque.isFull();
// 返回 true circularDeque.deleteLast(); // 返回 true
circularDeque.insertFront(4); // 返回 true
circularDeque.getFront(); // 返回 4

提示：

所有值的范围为 [1, 1000] 操作次数的范围为 [1, 1000] 请不要使用内置的双端队列库。

来源：力扣（LeetCode）
难度：中等
链接：https://leetcode-cn.com/problems/design-circular-deque
著作权归领扣网络所有。商业转载请联系官方授权，非商业转载请注明出处。

思路：没什么好说的。。。

typedef struct MyCircularDeque 
{
    int front;
    int rear;
    int MAXSIZE;
    int data[];     //这是伸缩型数组成员,可以理解为动态数组，大小依据内存分配而定。不明白自行查阅
} MyCircularDeque;


bool myCircularDequeIsEmpty(MyCircularDeque* obj);
bool myCircularDequeIsFull(MyCircularDeque* obj);


/** Initialize your data structure here. Set the size of the deque to be k. */
MyCircularDeque* myCircularDequeCreate(int k) {
    MyCircularDeque* obj = (MyCircularDeque*)malloc(sizeof(MyCircularDeque) + (k + 1) * sizeof(int));
    if(!obj)
        return NULL;
    memset(obj, 0, sizeof(MyCircularDeque) + (k + 1) * sizeof(int));
    obj->MAXSIZE = k + 1;

    return obj;
}

/** Adds an item at the front of Deque. Return true if the operation is successful. */
bool myCircularDequeInsertFront(MyCircularDeque* obj, int value) {
    if(myCircularDequeIsFull(obj))
        return false;

    obj->front = (obj->front - 1 + obj->MAXSIZE) % obj->MAXSIZE;
    obj->data[obj->front] = value;
    return true;
}

/** Adds an item at the rear of Deque. Return true if the operation is successful. */
bool myCircularDequeInsertLast(MyCircularDeque* obj, int value) {
    if(myCircularDequeIsFull(obj))
        return false;

    obj->data[obj->rear] = value;
    obj->rear = (obj->rear + 1) % obj->MAXSIZE;
    return true;
}

/** Deletes an item from the front of Deque. Return true if the operation is successful. */
bool myCircularDequeDeleteFront(MyCircularDeque* obj) {
    if(myCircularDequeIsEmpty(obj))
        return false;
    
    obj->front = (obj->front + 1) % obj->MAXSIZE;
    return true;
}

/** Deletes an item from the rear of Deque. Return true if the operation is successful. */
bool myCircularDequeDeleteLast(MyCircularDeque* obj) {  //OVER
    if(myCircularDequeIsEmpty(obj))
        return false;

     obj->rear = (obj->rear - 1 + obj->MAXSIZE) % obj->MAXSIZE;
     return true;
}

/** Get the front item from the deque. */
int myCircularDequeGetFront(MyCircularDeque* obj) { //OVER
    return myCircularDequeIsEmpty(obj) ? -1 : obj->data[obj->front];
}

/** Get the last item from the deque. */
int myCircularDequeGetRear(MyCircularDeque* obj) {  //OVER
    if(myCircularDequeIsEmpty(obj))
        return -1;

    int index = (obj->rear - 1 +obj->MAXSIZE) % obj->MAXSIZE;
    return obj->data[index];
}

/** Checks whether the circular deque is empty or not. */
bool myCircularDequeIsEmpty(MyCircularDeque* obj) { //OVER
    return obj->rear == obj->front ? true : false;
}

/** Checks whether the circular deque is full or not. */
bool myCircularDequeIsFull(MyCircularDeque* obj) {  //OVER
    return (obj->rear +1) % obj->MAXSIZE == obj->front ? true : false;
}

void myCircularDequeFree(MyCircularDeque* obj) {    //OVER
    free(obj);
    obj = NULL;
}

总结：对于这种队列的设计，主要考虑的是什么情况队空、什么情况队满，还有清楚队空和队满时，rear和front指针的位置如何。如果考虑到以上这些条件，相信设计一个队列不难。

辰星Psycho
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