/**
 * File: array_deque.java
 * Created Time: 2023-02-16
 * Author: krahets (krahets@163.com), FangYuan33 (374072213@qq.com)
 */

package chapter_stack_and_queue;

import java.util.*;

/* 원형 배열로 구현한 덱 */
class ArrayDeque {
    private int[] nums; // 덱의 원소를 저장하는 배열
    private int front; // 맨 앞 원소를 가리키는 맨 앞 포인터
    private int queSize; // 덱 길이

    /* 생성자 */
    public ArrayDeque(int capacity) {
        this.nums = new int[capacity];
        front = queSize = 0;
    }

    /* 덱의 용량 반환 */
    public int capacity() {
        return nums.length;
    }

    /* 덱의 길이 반환 */
    public int size() {
        return queSize;
    }

    /* 덱이 비어 있는지 판단 */
    public boolean isEmpty() {
        return queSize == 0;
    }

    /* 원형 배열 인덱스 계산 */
    private int index(int i) {
        // 나머지 연산을 통해 배열의 처음과 끝을 연결한다
        // i가 배열의 끝을 넘어가면 처음으로 돌아온다
        // i가 배열의 처음을 넘어가면 끝으로 돌아온다
        return (i + capacity()) % capacity();
    }

    /* 맨 앞에 삽입 */
    public void pushFirst(int num) {
        if (queSize == capacity()) {
            System.out.println("덱이 가득 찼다");
            return;
        }
        // 맨 앞 포인터를 왼쪽으로 한 칸 이동한다
        // 나머지 연산을 통해 front가 배열의 처음을 넘어가면 끝으로 돌아오게 한다
        front = index(front - 1);
        // num을 맨 앞에 추가한다
        nums[front] = num;
        queSize++;
    }

    /* 맨 뒤에 삽입 */
    public void pushLast(int num) {
        if (queSize == capacity()) {
            System.out.println("덱이 가득 찼다");
            return;
        }
        // 맨 뒤 인덱스 + 1을 가리키는 맨 뒤 포인터를 계산한다
        int rear = index(front + queSize);
        // num을 맨 뒤에 추가한다
        nums[rear] = num;
        queSize++;
    }

    /* 맨 앞에서 꺼내기 */
    public int popFirst() {
        int num = peekFirst();
        // 맨 앞 포인터를 뒤로 한 칸 이동한다
        front = index(front + 1);
        queSize--;
        return num;
    }

    /* 맨 뒤에서 꺼내기 */
    public int popLast() {
        int num = peekLast();
        queSize--;
        return num;
    }

    /* 맨 앞 원소 접근 */
    public int peekFirst() {
        if (isEmpty())
            throw new IndexOutOfBoundsException();
        return nums[front];
    }

    /* 맨 뒤 원소 접근 */
    public int peekLast() {
        if (isEmpty())
            throw new IndexOutOfBoundsException();
        // 마지막 원소의 인덱스를 계산한다
        int last = index(front + queSize - 1);
        return nums[last];
    }

    /* 출력에 사용할 배열 반환 */
    public int[] toArray() {
        // 유효한 길이 범위 안의 리스트 원소만 변환한다
        int[] res = new int[queSize];
        for (int i = 0, j = front; i < queSize; i++, j++) {
            res[i] = nums[index(j)];
        }
        return res;
    }
}

public class array_deque {
    public static void main(String[] args) {
        /* 덱 초기화 */
        ArrayDeque deque = new ArrayDeque(10);
        deque.pushLast(3);
        deque.pushLast(2);
        deque.pushLast(5);
        System.out.println("덱 deque = " + Arrays.toString(deque.toArray()));

        /* 원소 접근 */
        int peekFirst = deque.peekFirst();
        System.out.println("맨 앞 원소 peekFirst = " + peekFirst);
        int peekLast = deque.peekLast();
        System.out.println("맨 뒤 원소 peekLast = " + peekLast);

        /* 큐에 원소 삽입 */
        deque.pushLast(4);
        System.out.println("원소 4를 맨 뒤에 삽입한 후 deque = " + Arrays.toString(deque.toArray()));
        deque.pushFirst(1);
        System.out.println("원소 1을 맨 앞에 삽입한 후 deque = " + Arrays.toString(deque.toArray()));

        /* 큐에서 원소 꺼내기 */
        int popLast = deque.popLast();
        System.out.println("맨 뒤에서 꺼낸 원소 = " + popLast + ", 맨 뒤에서 꺼낸 후 deque = " + Arrays.toString(deque.toArray()));
        int popFirst = deque.popFirst();
        System.out.println("맨 앞에서 꺼낸 원소 = " + popFirst + ", 맨 앞에서 꺼낸 후 deque = " + Arrays.toString(deque.toArray()));

        /* 덱의 길이 반환 */
        int size = deque.size();
        System.out.println("덱 길이 size = " + size);

        /* 덱이 비어 있는지 판단 */
        boolean isEmpty = deque.isEmpty();
        System.out.println("덱이 비어 있는가 = " + isEmpty);
    }
}