解锁 JavaScript 双端队列的奥秘：征服 LeetCode 第 641 题

前端

2023-09-09 05:06:27

一、前言：队列的奥秘

队列，一种遵循先进先出（FIFO）原则的数据结构，在计算机科学领域扮演着举足轻重的角色。它就好比生活中的排队，先到的人先得到服务。在 JavaScript 中，我们可以轻松使用 Array 类型的队列来模拟这一行为。

二、双端队列：超越 FIFO

双端队列（Deque），也称作双端循环队列，它与普通队列有着本质的区别。双端队列不仅可以在队首进行插入和删除操作，更可以在队尾执行同样的操作。这种双向操作的灵活性使其在实际应用中大显身手。

三、LeetCode 第 641 题：实战演练

LeetCode 第 641 题正是考察我们对双端队列的理解和应用能力。题目要求我们实现一个名为 MyCircularDeque 的类，它具备以下功能：

初始化队列，指定队列的容量
在队首和队尾插入元素
在队首和队尾删除元素
获取队首元素
获取队尾元素
判断队列是否为空

四、解题步骤：循序渐进

定义私有变量：
- 创建一个数组来存储元素
- 初始化 head 和 tail 指针指向数组首尾
插入元素：
- 队首插入：将元素添加到数组首部，head 指针后移
- 队尾插入：将元素添加到数组尾部，tail 指针后移
删除元素：
- 队首删除：head 指针后移，移除数组首部的元素
- 队尾删除：tail 指针前移，移除数组尾部的元素
获取元素：
- 获取队首元素：返回数组中 head 指针指向的元素
- 获取队尾元素：返回数组中 tail 指针指向的元素
判断队列是否为空：
- head 和 tail 指针指向同一位置

五、代码实现：清晰易懂

class MyCircularDeque {
  constructor(k) {
    this.arr = new Array(k);
    this.head = 0;
    this.tail = 0;
  }

  insertFront(value) {
    if (this.isFull()) return false;

    this.head = (this.head - 1 + this.arr.length) % this.arr.length;
    this.arr[this.head] = value;

    return true;
  }

  insertLast(value) {
    if (this.isFull()) return false;

    this.arr[this.tail] = value;
    this.tail = (this.tail + 1) % this.arr.length;

    return true;
  }

  deleteFront() {
    if (this.isEmpty()) return false;

    this.head = (this.head + 1) % this.arr.length;
    return true;
  }

  deleteLast() {
    if (this.isEmpty()) return false;

    this.tail = (this.tail - 1 + this.arr.length) % this.arr.length;
    return true;
  }

  getFront() {
    if (this.isEmpty()) return -1;
    return this.arr[this.head];
  }

  getRear() {
    if (this.isEmpty()) return -1;
    return this.arr[(this.tail - 1 + this.arr.length) % this.arr.length];
  }

  isEmpty() {
    return this.head === this.tail;
  }

  isFull() {
    return (this.tail + 1) % this.arr.length === this.head;
  }
}