641. 设计循环双端队列

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 。

测试用例：

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

限制及提示：

• 1 <= k <= 1000
• 0 <= value <= 1000
• insertFront, insertLast, deleteFront, deleteLast, getFront, getRear, isEmpty, isFull  调用次数不大于 2000 次

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解题分析及思路：

本题与622、设计循环队列类似，只不过这不是循环的队列，而是双向队列，不过可以采用同样的方法。

定义队列结构，nums保存所有的元素，firstIndex为队列的队头位置，num代表队列元素的个数。

type MyCircularDeque struct {
	nums       []int
	firstIndex int
	num        int
}

func Constructor(k int) MyCircularDeque {
	return MyCircularDeque{
		make([]int, k),
		0, 0,
	}
}

• IsEmpty：判断num是否为零
• IsFull：判断num是否与数组长度相等
• InsertFront：在队头(this.firstIndex + len(this.nums) - 1) % len(this.nums)插入一个元素，长度加一
• InsertLast：在队尾插 (this.firstIndex + this.num) % len(this.nums)入一个元素，长度加一
• DeleteFront：将队头往后移一位
• DeleteLast： 将长度减一
• GetFront：输出队头位置的元素this.nums[this.firstIndex]
• GetRear： 输出队尾位置的元素this.nums[(this.firstIndex+this.num-1)%len(this.nums)]

注意不要越界即可。

func (this *MyCircularDeque) InsertFront(value int) bool {
	if this.IsFull() {
		return false
	}
	this.firstIndex = (this.firstIndex + len(this.nums) - 1) % len(this.nums)
	this.nums[this.firstIndex] = value
	this.num++
	return true
}

func (this *MyCircularDeque) InsertLast(value int) bool {
	if this.IsFull() {
		return false
	}
	index := (this.firstIndex + this.num) % len(this.nums)
	this.nums[index] = value
	this.num++
	return true
}

func (this *MyCircularDeque) DeleteFront() bool {
	if this.IsEmpty() {
		return false
	}
	this.firstIndex = (this.firstIndex + 1) % len(this.nums)
	this.num--
	return true
}

func (this *MyCircularDeque) DeleteLast() bool {
	if this.IsEmpty() {
		return false
	}
	this.num--
	return true
}

func (this *MyCircularDeque) GetFront() int {
	if this.IsEmpty() {
		return -1
	}
	return this.nums[this.firstIndex]
}

func (this *MyCircularDeque) GetRear() int {
	if this.IsEmpty() {
		return -1
	}
	return this.nums[(this.firstIndex+this.num-1)%len(this.nums)]
}

func (this *MyCircularDeque) IsEmpty() bool {
	return this.num == 0
}

func (this *MyCircularDeque) IsFull() bool {
	return this.num == len(this.nums)
}

复杂度：

• 时间复杂度：O(1)
• 空间复杂度：O(k)

执行结果：

• 执行用时：12 ms, 在所有 Go 提交中击败了86.83%的用户
• 内存消耗：6.6 MB, 在所有 Go 提交中击败了99.40%的用户