实现一个循环队列及其基本功能

循环队列是一种使用循环数组实现的队列。它具有固定大小，当元素填满数组时，它可以覆盖之前的元素。循环队列的基本功能包括入队、出队、判断队列是否为空、判断队列是否已满、获取队首元素、获取队列长度等。

以下是一个简单的循环队列的实现，包括基本功能的实现：

class CircularQueue:
    def __init__(self, k: int):
        self.queue = [None] * k
        self.head = 0
        self.tail = 0
        self.size = 0
        self.k = k

    def enqueue(self, value: int) -> bool:
        if self.is_full():
            return False
        self.queue[self.tail] = value
        self.tail = (self.tail + 1) % self.k
        self.size += 1
        return True

    def dequeue(self) -> bool:
        if self.is_empty():
            return False
        self.queue[self.head] = None
        self.head = (self.head + 1) % self.k
        self.size -= 1
        return True

    def is_empty(self) -> bool:
        return self.size == 0

    def is_full(self) -> bool:
        return self.size == self.k

    def get_front(self) -> int:
        if self.is_empty():
            return -1
        return self.queue[self.head]

    def get_rear(self) -> int:
        if self.is_empty():
            return -1
        return self.queue[self.tail - 1]

    def get_size(self) -> int:
        return self.size

在上面的代码中，我们使用了一个长度为 k 的列表来实现循环队列。通过维护头部指针 head 和尾部指针 tail，我们可以确定队列的位置。我们还使用 size 来跟踪队列中的元素数量。enqueue 和 dequeue 操作分别向队列中添加和移除元素，并且它们都可以在 O(1) 的时间内完成。其他操作也都可以在 O(1) 时间内完成。

使用示例：

# 创建一个长度为 3 的循环队列
cq = CircularQueue(3)

# 入队
cq.enqueue(1)
cq.enqueue(2)
cq.enqueue(3)

# 获取队列长度
assert cq.get_size() == 3

# 判断队列是否已满
assert cq.is_full() == True

# 尝试入队，但队列已满，返回 False
assert cq.enqueue(4) == False

# 出队
cq.dequeue()

# 获取队首元素
assert cq.get_front() == 2

# 获取队尾元素
assert cq.get_rear() == 3

# 判断队列是否为空
assert cq.is_empty() == False

# 全部出队
cq.dequeue()
cq.dequeue()

# 判断队列是否为空
assert cq.is_empty() == True