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循环队列来了解一下！！

news 2025/7/14 15:20:13

笔者在之前的一篇文章，详细的介绍了：队列之单向链表与双向链表的模拟实现：https://blog.csdn.net/weixin_64308540/article/details/128742090?spm=1001.2014.3001.5502 感兴趣的各位老铁，可以参考一下啦！

下面进入循环队列的讲解部分：

对于队列，在这个之前我们就已经知道：需要用数组来实现！！数组！

实际中我们有时还会使用一种队列叫循环队列。如操作系统课程讲解生产者消费者模型时可以就会使用循环队列。环形队列通常使用数组实现。

当我们给其下标的时候：

假设：我们在里面存储数据的时候：

每次存储一个数据，那么rear就往后走一步！当这个情况下：

rear从7下标如何到0下标？？（怎么过去？）

假设rear从7下标已经到0下标，那么此时，到底是满了？还是没满？？这也是一个值得思考的问题！！

需要注意以下的这种情况：

在这种情况下：当我们一边存储，一边删除，那么就会出现，不是在0下标相遇的情况！因此，我们需要注意：这种情况下，如何判断循环列表是否已经存储满了呢？？

解决方案：

对于问题1：我们可以用：rear=(rear+1)%length，length表示数组长度！这样就可以实现数组下标的跨越！

对于问题2：我们可以定义usedSize记录存储的有效数据，通过usedSize与数组的长度相比，那么，我们就可以清晰的得出，循环列表是否存储满的结论！

对于如何判断循环列表满的情况：我们可以用牺牲一个空间来表示满！！

在这个思路过程中，我们可以让rear先走一步，看看是否与front相遇，若相遇（上图的情况）则为满！在上图中：我们牺牲rear所对应的空间来表示满！！

经过上述的讲解，那么，我们已经知道了循环列表的操作，及其思路，接下来我们就可以：设计循环队列了！：622. 设计循环队列 - 力扣（LeetCode）

622. 设计循环队列

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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。

示例：

MyCircularQueue circularQueue = new MyCircularQueue(3); // 设置长度为 3
circularQueue.enQueue(1);  // 返回 true
circularQueue.enQueue(2);  // 返回 true
circularQueue.enQueue(3);  // 返回 true
circularQueue.enQueue(4);  // 返回 false，队列已满
circularQueue.Rear();  // 返回 3
circularQueue.isFull();  // 返回 true
circularQueue.deQueue();  // 返回 true
circularQueue.enQueue(4);  // 返回 true
circularQueue.Rear();  // 返回 4

提示：

所有的值都在 0 至 1000 的范围内；

操作数将在 1 至 1000 的范围内；

请不要使用内置的队列库。

经过上述的题目分析，我们可以写出一下的简单代码：

首先，根据题目中的代码，我们定义了一个：MyCircularQueue的类！

然后我们开始进行代码的准备阶段：

    private int[] elem;//数组private int front;//表示列表的头private int rear;//表示列表的尾

在之前的分析中，我们知道，循环队列的底层是一个数组，因此，我们第一了一个数组，一个front表示列表的头，rear表示列表的尾！！

根据构造器来定义数组的长度为k，但是，由于我们所用的是：浪费一个空间来表示满的情况：因此我们需要多定义一个数组的长度：k+1

   //构造器，设置队列的长度为kpublic MyCircularQueue(int k){//如果是浪费空间，这里必须多加一个！this.elem=new int[k+1];}

入队列：向循环列表中插入一个元素，如果插入成功则返回true

    //入队列：向循环列表中插入一个元素，如果插入成功则返回truepublic boolean enQueue(int value){//检查队列是否为满？？if (isFull()){return false;//在不扩容的情况下，满了，就不能入！}//在队列不满的情况下elem[rear]=value;//存放数据rear=(rear+1)%elem.length;//确保循环return true;}

在这个里面，我们用了一个检查队列是否为满的判断，所以：……

 //检查循环队列是否为满？public boolean isFull(){//第一种写法if ((rear+1)%elem.length==front){return true;}return false;//第二种写法：//return (rear+1)%elem.length==front;}

其实这个第二种的写法，很简单！很简单！

从循环队列中删除一个元素，如果成功删除，则返回true

  //从循环队列中删除一个元素，如果成功删除，则返回truepublic boolean deQueue(){if (isFull()){return false;}front=(front+1)% elem.length;return true;}

对于上述的这个代码，通过front往后走了一步，此时数据还在循环队列里面，但是，由于没有记录下来，所以，便就相当于删除了！

从队列的队首获取元素，如果队列为空，则返回-1

   //从队列的队首获取元素，如果队列为空，则返回-1public int Front(){if (isFull()) {return -1;}//得到对头元素return elem[front];}

这个代码很简单，笔者就不再详细的介绍了！

获取队列的队尾元素，如果队列为空，则返回-1

    //获取队列的队尾元素，如果队列为空，则返回-1public int Rear(){if (isEmpty()){return -1;}//得到队尾元素int index=(rear==0)?elem.length-1 :rear-1;return elem[index];}

对于这个问题，我们需要思考的是：rear在0下标的时候，若直接返回elem[rear-1]，可能会造成越界！！因此我们才有着上述的： int index=(rear==0)?elem.length-1 :rear-1; return elem[index];

在上述的过程中，我们使用了检查数组是否为空的情况：isEmpty()

 //检查数组是否为空public boolean isEmpty(){return front==rear;//相遇}

上述便是我们的全部思路，因此，我们的整体代码为：

public class MyCircularQueue {private int[] elem;//数组private int front;//表示列表的头private int rear;//表示列表的尾//构造器，设置队列的长度为kpublic MyCircularQueue(int k) {//如果是浪费空间，这里必须多加一个！this.elem = new int[k + 1];}//入队列：向循环列表中插入一个元素，如果插入成功则返回truepublic boolean enQueue(int value) {//检查队列是否为满？？if (isFull()) {return false;//在不扩容的情况下，满了，就不能入！}//在队列不满的情况下elem[rear] = value;rear = (rear + 1) % elem.length;return true;}//检查循环队列是否为满？public boolean isFull() {//第一种写法if ((rear + 1) % elem.length == front) {return true;}return false;//第二种写法：//return (rear+1)%elem.length==front;}//从循环队列中删除一个元素，如果成功删除，则返回truepublic boolean deQueue(){if (isFull()){return false;}front=(front+1)% elem.length;return true;}//从队列的队首获取元素，如果队列为空，则返回-1public int Front(){if (isFull()) {return -1;}//得到对头元素return elem[front];}//获取队列的队尾元素，如果队列为空，则返回-1public int Rear(){if (isEmpty()){return -1;}//得到队尾元素int index=(rear==0)?elem.length-1 :rear-1;return elem[index];}//检查数组是否为空public boolean isEmpty(){return front==rear;//相遇}
}

若有不懂得地方，可以私聊我一下！！

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http://www.lryc.cn/news/4198.html