LeetCode题目（Python实现）：设计循环双端队列

题目

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();

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。

想法一：使用Python强大的列表

不得不说Python的队列真的是集大成者，一个列表就能实现栈、队列等操作，只需要稍加包装即可，代码如下：

算法实现

class MyCircularDeque:
    def __init__(self, k: int):
        self.maxl = k
        self.deque = []

    def insertFront(self, value: int) -> bool:
        if len(self.deque) == self.maxl:
            return False
        self.deque.insert(0, value)
        return True

    def insertLast(self, value: int) -> bool:
        if len(self.deque) == self.maxl:
            return False
        self.deque.append(value)
        return True

    def deleteFront(self) -> bool:
        if not self.deque:
            return False
        self.deque.pop(0)
        return True

    def deleteLast(self) -> bool:
        if not self.deque:
            return False
        self.deque.pop()
        return True

    def getFront(self) -> int:
        if not self.deque:
            return -1
        return self.deque[0]

    def getRear(self) -> int:
        if not self.deque:
            return -1
        return self.deque[-1]

    def isEmpty(self) -> bool:
        return not self.deque

    def isFull(self) -> bool:
        return len(self.deque) == self.maxl

执行结果

执行结果 : 通过
执行用时 : 72 ms, 在所有 Python3 提交中击败了87.38%的用户
内存消耗 : 13.9 MB, 在所有 Python3 提交中击败了8.82%的用户

想法二：自建

算法实现

class MyCircularDeque:
    def __init__(self, k: int):
        self.maxlen = k
        self.l = 0
        self.deque = [0] * k
        self.pHead = 0
        self.pRear = 0

    def insertFront(self, value: int) -> bool:
        if self.l == self.maxlen:
            return False
        if self.l:
            self.pHead = self.pHead - 1 if self.pHead > 0 else self.maxlen - 1
        self.deque[self.pHead] = value
        self.l += 1
        return True

    def insertLast(self, value: int) -> bool:
        if self.l == self.maxlen:
            return False
        if self.l:
            self.pRear = self.pRear + 1 if self.pRear < self.maxlen - 1 else 0
        self.deque[self.pRear] = value
        self.l += 1
        return True

    def deleteFront(self) -> bool:
        if not self.l:
            return False
        if self.l != 1:
            self.pHead = self.pHead + 1 if self.pHead < self.maxlen - 1 else 0
        self.l -= 1
        return True

    def deleteLast(self) -> bool:
        if not self.l:
            return False
        if self.l != 1:
            self.pRear = self.pRear - 1 if self.pRear > 0 else self.maxlen - 1
        self.l -= 1
        return True

    def getFront(self) -> int:
        if not self.l:
            return -1
        return self.deque[self.pHead]

    def getRear(self) -> int:
        if not self.l:
            return -1
        return self.deque[self.pRear]

    def isEmpty(self) -> bool:
        return not self.l

    def isFull(self) -> bool:
        return self.l == self.maxlen

执行结果

小结

循环双端队列一种方法是利用Python的列表，做法比较简单粗暴，但是效果也很不错；另一种是自己造轮子，对循环队列的代码稍加改进，有些要注意的小细节，之前让我修改了很多次：

1. 在插入元素时要考虑没有元素的情况与有元素的情况是不一样的，没有元素的情况头尾指针不需要移动原地修改，有元素的情况要移动。同时还要考虑边界情况。
2. 在删除元素时容易忘记考虑边界情况。

两种效率感觉差不多，但是还是利用已有的轮子比较舒服，因为不用考虑边界情况等，再次感叹 Python大法好！