【LeetCode】641. 设计循环双端队列

641. 设计循环双端队列

知识点：队列；双指针

题目描述

设计实现双端队列。

实现 MyCircularDeque 类:

MyCircularDeque(int k) ：构造函数,双端队列最大为 k 。
boolean insertFront()：将一个元素添加到双端队列头部。 如果操作成功返回 true ，否则返回 false 。
boolean insertLast() ：将一个元素添加到双端队列尾部。如果操作成功返回 true ，否则返回 false 。
boolean deleteFront() ：从双端队列头部删除一个元素。 如果操作成功返回 true ，否则返回 false 。
boolean deleteLast() ：从双端队列尾部删除一个元素。如果操作成功返回 true ，否则返回 false 。
int 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 。
int 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 。
boolean isEmpty() ：若双端队列为空，则返回 true ，否则返回 false  。
boolean isFull() ：若双端队列满了，则返回 true ，否则返回 false 。

除此之外，需要满足循环的要求，也就是说，当队尾插入元素后，if队首还有空位，要能够继续在队首插入。即要满足循环的要求

示例

示例 1：
输入：
["MyCircularDeque", "insertLast", "insertLast", "insertFront", "insertFront", "getRear", "isFull", "deleteLast", "insertFront", "getFront"]
[[3], [1], [2], [3], [4], [], [], [], [4], []]
输出：
[null, true, true, true, false, 2, true, true, true, 4]

解释：
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

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解法一：双指针

其实这道题目的难点就在于判断队列为空和队列为满，我们其实可以定义一个计数器，if计数器到了指定值，则为满，if计数器为0，则为空，这是最简单的思路了；
其次这道题的点在于要能够实现循环，自然而然想到的是取余数；
指定一个front指针，一个rear指针，front指针指向当前队列的第一个元素，那向前插入就插入front前一个（注意front可能在队首，那向前插入就是队尾了）
指定一个rear指针，指向下一个要插入的位置，if向后插入，直接插入即可了。（注意rear有可能是队尾，那下一个即使队首了）

class MyCircularDeque:

    def __init__(self, k: int):
        self.capacity = k
        self.queue = [0] * self.capacity
        self.front = 0   #定义front，当前队列的队首
        self.rear = 0    #定义rear，当前队列的下一个要插入的位置
        self.count = 0
    def insertFront(self, value: int) -> bool:
        if self.isFull():
            return False
        self.front = (self.front -1 + self.capacity) % self.capacity  #加是因为可能从队首直接到队尾，比如之前front是0
        self.queue[self.front] = value
        self.count += 1
        return True

    def insertLast(self, value: int) -> bool:
        if self.isFull():
            return False
        self.queue[self.rear] = value
        self.rear = (self.rear + 1) % self.capacity
        self.count += 1
        return True
        

    def deleteFront(self) -> bool:
        if self.isEmpty():
            return False
        self.front = (self.front + 1) % self.capacity
        self.count -= 1
        return True

    def deleteLast(self) -> bool:
        if self.isEmpty():
            return False
        self.rear = (self.rear - 1 + self.capacity) % self.capacity
        self.count -= 1
        return True

    def getFront(self) -> int:
        if self.isEmpty():
            return -1
        return self.queue[self.front]

    def getRear(self) -> int:
        if self.isEmpty():
            return -1
        return self.queue[(self.rear - 1 + self.capacity) % self.capacity]


    def isEmpty(self) -> bool:
        if self.count == 0:
            return True
        return False

    def isFull(self) -> bool:
        if self.count == self.capacity:
            return True
        return False