编写循环队列算法

循环队列是一种特殊的队列，它可以在固定大小的数组上实现队列的所有操作。以下是循环队列的算法：

1. 初始化循环队列：
- 创建一个长度为 k 的数组，表示循环队列。
- 初始化队列头（front）和队列尾（rear）为 0。
2. 判断队列是否为空：
- 如果 front == rear，则队列为空。
3. 判断队列是否已满：
- 如果 (rear + 1) % k == front，则队列已满。
4. 入队操作：
- 如果队列未满，则将元素插入到队列尾（rear）位置。
- 将 rear 后移一位：rear = (rear + 1) % k。
5. 出队操作：
- 如果队列非空，则将队列头（front）位置的元素出队。
- 将 front 后移一位：front = (front + 1) % k。
6. 获取队列头元素：
- 如果队列非空，则返回队列头（front）位置的元素。
7. 获取队列长度：
- 队列长度为 (rear - front + k) % k。

以下是该算法的 Python 代码实现：

class CircularQueue:
    def __init__(self, k):
        self.queue = [0] * k
        self.k = k
        self.front = 0
        self.rear = 0

    def is_empty(self):
        return self.front == self.rear

    def is_full(self):
        return (self.rear + 1) % self.k == self.front

    def enqueue(self, value):
        if not self.is_full():
            self.queue[self.rear] = value
            self.rear = (self.rear + 1) % self.k

    def dequeue(self):
        if not self.is_empty():
            value = self.queue[self.front]
            self.front = (self.front + 1) % self.k
            return value

    def get_front(self):
        if not self.is_empty():
            return self.queue[self.front]

    def get_length(self):
        return (self.rear - self.front + self.k) % self.k

该算法的时间复杂度为 O(1)。