返回

用LeetCode 641纵横驰骋：巧夺循环双端队列

前端

  1. 认识循环双端队列

循环双端队列与普通队列类似，但它允许从两端进行插入和删除操作，因此它也称为双向队列或双端队列。循环双端队列在许多实际应用中非常有用，例如缓存、浏览器历史记录和视频编辑等。

2. 实现循环双端队列

实现循环双端队列需要考虑以下几点：

  1. 队列的容量：确定队列的最大容量，即队列中最多可以存储多少个元素。
  2. 队列的元素类型：确定队列中存储的元素类型，例如整数、字符串或对象等。
  3. 队列的内部实现：可以选择使用数组或链表等数据结构来实现队列。
  4. 队列的操作：需要实现队列的基本操作，包括入队、出队、查看队头元素和队尾元素等。

3. LeetCode 641题详解

LeetCode 641题要求设计实现一个循环双端队列，并支持以下操作：

  1. MyCircularDeque(k)：构造函数，创建一个容量为k的循环双端队列。
  2. insertFront(value)：将一个元素插入队列头部。
  3. insertLast(value)：将一个元素插入队列尾部。
  4. deleteFront()：删除队列头部的元素。
  5. deleteLast()：删除队列尾部的元素。
  6. getFront()：获取队列头部的元素。
  7. getRear()：获取队列尾部的元素。
  8. isEmpty()：检查队列是否为空。
  9. isFull()：检查队列是否已满。

4. 实现步骤

4.1 初始化队列

首先，需要创建一个数组来存储队列的元素。数组的长度应为队列的容量加一，多出来的一个元素用于作为哨兵节点，哨兵节点表示队列的开头和结尾。

class CircularDeque:
    def __init__(self, k: int):
        self.capacity = k + 1
        self.queue = [None] * self.capacity
        self.head = 0
        self.tail = 0

4.2 入队操作

入队操作包括从头部入队和从尾部入队。

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

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

4.3 出队操作

出队操作包括从头部出队和从尾部出队。

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

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

4.4 获取队头和队尾元素

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

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

4.5 判断队列是否为空和已满

def isEmpty(self) -> bool:
    return self.head == self.tail

def isFull(self) -> bool:
    return (self.tail + 1) % self.capacity == self.head

5. 结语

通过本文对循环双端队列的探索，您已经了解了它的特性、实现方式以及在LeetCode 641题中的应用。掌握循环双端队列的技能可以帮助您解决更多实际问题，提升您的算法和数据结构水平。