题目：641. 设计循环双端队列
如果您已经有思路了，或者是N刷了，可以先自己写一遍。
题目分析
循环双端队列（Circular Deque）是一种特殊类型的数据结构，它结合了队列和双端队列的特性，并在此基础上添加了循环的特点。这意味着队列的末尾被视为与队列的开头相连，形成一个闭环。
设计一个循环双端队列（Circular Deque），需要实现以下操作：
MyCircularDeque(int k)：构造函数，双端队列的最大大小为 k。insertFront(int value)：在双端队列的前端插入一个元素，成功返回 true，如果队列满了返回 false。insertLast(int value)：在双端队列的后端插入一个元素，成功返回 true，如果队列满了返回 false。deleteFront()：从双端队列的前端删除一个元素，成功返回 true，如果队列为空返回 false。deleteLast()：从双端队列的后端删除一个元素，成功返回 true，如果队列为空返回 false。getFront()：从双端队列的前端获取一个元素，如果双端队列为空，返回 -1。getRear()：从双端队列的后端获取一个元素，如果双端队列为空，返回 -1。isEmpty()：检查双端队列是否为空。isFull()：检查双端队列是否满了。
解题思路
设计一个循环双端队列可以用Java的数组来实现。这种数据结构需要支持在队列的前端和后端进行插入和删除操作。
Java解法
下面是使用Java语言的解法：
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| class MyCircularDeque {
private int[] data;
private int head;
private int tail;
private int size;
private int capacity;
public MyCircularDeque(int k) {
capacity = k;
data = new int[k];
head = -1;
tail = -1;
size = 0;
}
public boolean insertFront(int value) {
if (isFull()) {
return false;
}
if (isEmpty()) {
head = 0;
tail = 0;
} else {
head = (head - 1 + capacity) % capacity;
}
data[head] = value;
size++;
return true;
}
public boolean insertLast(int value) {
if (isFull()) {
return false;
}
if (isEmpty()) {
head = 0;
tail = 0;
} else {
tail = (tail + 1) % capacity;
}
data[tail] = value;
size++;
return true;
}
public boolean deleteFront() {
if (isEmpty()) {
return false;
}
if (head == tail) {
head = -1;
tail = -1;
} else {
head = (head + 1) % capacity;
}
size--;
return true;
}
public boolean deleteLast() {
if (isEmpty()) {
return false;
}
if (head == tail) {
head = -1;
tail = -1;
} else {
tail = (tail - 1 + capacity) % capacity;
}
size--;
return true;
}
public int getFront() {
if (isEmpty()) {
return -1;
}
return data[head];
}
public int getRear() {
if (isEmpty()) {
return -1;
}
return data[tail];
}
public boolean isEmpty() {
return size == 0;
}
public boolean isFull() {
return size == capacity;
}
public static void main(String[] args) {
MyCircularDeque circularDeque = new MyCircularDeque(3);
System.out.println(circularDeque.insertLast(1));
System.out.println(circularDeque.insertLast(2));
System.out.println(circularDeque.insertFront(3));
System.out.println(circularDeque.insertFront(4));
System.out.println(circularDeque.getRear());
System.out
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可否使用双向链表实现循环双端队列？
基于双向链表的实现方式对于循环双端队列是完全可行的，尤其适合于元素大小动态变化的场景。
如果使用双向链表实现循环双端队列，有以下几个优点和潜在的注意事项：
优点
- 动态大小调整：与基于固定大小数组的实现相比，双向链表实现的队列不需要预先定义数组的大小，可以动态地增加和减少节点。
- 高效的插入和删除：在链表的头部和尾部插入或删除节点的操作时间复杂度为 𝑂(1)O(1)，因为不需要移动其他元素。
注意事项
- 内存使用：每个元素都需要额外的空间来存储前后节点的引用，这比数组实现更耗费内存。
- 性能问题：尽管节点的插入和删除是常数时间，但是由于内存中的节点可能不连续，这可能会影响缓存的利用率，进而影响性能。
References
