【数据结构】OJ面试题《设计循环队列》(题库+代码)

2026/8/18 13:45:57 拓冰建站浏览量

1.前言

本题需要结构体和数组的知识，记录每天的刷题，继续坚持！

2.OJ题目训练

设计循环队列

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。

题目分析

本体是为了实现循环使用的“队列”数据结构，但是我们用队列会很难实现，因为涉及到，会删除数据并且重复使用空间，所以我们运用数组来实现最为方便

题解

假设题目需要的k（空间大小）为4，那么我们可以设计5个空间的数组，以便指针方便使用

数组头指针定义两个指针分别为头、尾指针，当他们相等时，数组为空

添加数据时，rear移动，添加数据

当添加四个数据后，空间需求已满，我们前面是rear自加1来移动rear的位置，当此处rear和front相差1的距离来代表数组已满，我们就可以让rear+1,在%5，如果等于front,就代表此数组已满

rear+1 = 6, 6%5 = 1, front = 1 ;

此公式同时适用于其他任何情况，例如现在front被抹去了一个数据，先前移动了一位，rear也添加了一个5的数据，这样用(rear+1)%(k+1) == obj->front; （k=4 ）也能判断

同理如果移除数据，那就改变front向前移动，直到front和rear相等，数组为空，才不能继续删除

注意事项

每次使用rear和front指针走到超过（k+1）时，就代表已经越界，那么就需要通过取模来进行复位到1
当front和rear相等为空，rear+1%（k+1） == front为满.

附源代码

typedef struct {int * a;int front;int rear;int k;
} MyCircularQueue;MyCircularQueue* myCircularQueueCreate(int k) {MyCircularQueue* obj = (MyCircularQueue*)malloc(sizeof(MyCircularQueue));obj->a = (int*)malloc(sizeof(int)*(k+1));obj->front = obj->rear = 0;obj->k = k;return obj;
}bool myCircularQueueIsEmpty(MyCircularQueue* obj) {return obj->rear == obj->front;
}bool myCircularQueueIsFull(MyCircularQueue* obj) {return (obj->rear+1)%(obj->k+1)  == obj->front;
}bool myCircularQueueEnQueue(MyCircularQueue* obj, int value) {if(myCircularQueueIsFull(obj))return false; obj->a[obj->rear]=value;obj->rear++;obj->rear%=(obj->k+1);return true;}bool myCircularQueueDeQueue(MyCircularQueue* obj) {if(myCircularQueueIsEmpty(obj))return false;++obj->front;obj->front %= (obj->k+1);return true;
}int myCircularQueueFront(MyCircularQueue* obj) {if(myCircularQueueIsEmpty(obj))return -1;elsereturn obj->a[obj->front]; 
}int myCircularQueueRear(MyCircularQueue* obj) {if(myCircularQueueIsEmpty(obj))return -1;elsereturn obj->a[(obj->rear+obj->k)% (obj->k+1)]; 
}void myCircularQueueFree(MyCircularQueue* obj) {free(obj->a);free(obj);
}/*** Your MyCircularQueue struct will be instantiated and called as such:* MyCircularQueue* obj = myCircularQueueCreate(k);* bool param_1 = myCircularQueueEnQueue(obj, value);* bool param_2 = myCircularQueueDeQueue(obj);* int param_3 = myCircularQueueFront(obj);* int param_4 = myCircularQueueRear(obj);* bool param_5 = myCircularQueueIsEmpty(obj);* bool param_6 = myCircularQueueIsFull(obj);* myCircularQueueFree(obj);
*/

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