题目

641. 设计循环双端队列

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 。

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
 
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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

思路

• 使用环形数组表示队列
• 首指针指向队首，尾指针指向队尾后一个数字
• 当首尾指针重合则说明队列为空，当尾指针后一格是手指针则说明队列满
• 增删查直接通过首尾指针进行

代码

class MyCircularDeque:
    
    def __init__(self, k: int):
        self.queue = [0] * (k+1)
        self.head = self.tail = 0

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

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

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

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

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

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

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


# Your MyCircularDeque object will be instantiated and called as such:
# obj = MyCircularDeque(k)
# param_1 = obj.insertFront(value)
# param_2 = obj.insertLast(value)
# param_3 = obj.deleteFront()
# param_4 = obj.deleteLast()
# param_5 = obj.getFront()
# param_6 = obj.getRear()
# param_7 = obj.isEmpty()
# param_8 = obj.isFull()
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复杂度

• 时间复杂度：所有操作均为$O(1)$
• 空间复杂度：所有操作均为$O(1)$