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力扣2-队列的最大值

程序员文章站 2022-07-14 18:07:45
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请定义一个队列并实现函数 max_value 得到队列里的最大值,要求函数max_value、push_back 和 pop_front 的时间复杂度都是O(1)。
若队列为空,pop_front 和 max_value 需要返回 -1

deque 即双端队列,是一种具有队列和栈的性质的数据结构。双端队列中的元素可以从两端弹出,其限定插入和删除操作在表的两端进行。

  • push_front(const T& x):双端队列头部增加一个元素X
  • push_back(const T& x):双端队列尾部增加一个元素x
  • pop_front():删除双端队列中最前一个元素
  • pop_back():删除双端队列中最后一个元素
  • front():返回首元素的引用
  • back():返回尾元素的引用

queue队列是一种特殊的线性表,它只允许在表的前端(front)进行删除操作,而在表的后端(rear)进行插入操作。进行插入操作的端称为队尾,进行删除操作的端称为队头。

  • front():返回 queue 中第一个元素的引用。如果 queue 是常量,就返回一个常引用;如果 queue为空,返回值是未定义的。
  • back():返回 queue 中最后一个元素的引用。如果 queue 是常量,就返回一个常引用;如果 queue为空,返回值是未定义的。
  • push(const T& obj):在 queue 的尾部添加一个元素的副本。这是通过调用底层容器的成员函数 push_back()来完成的。
  • push(T&& obj):以移动的方式在 queue 的尾部添加元素。这是通过调用底层容器的具有右值引用参数的成员函数push_back() 来完成的。
  • pop():删除 queue 中的第一个元素。
  • size():返回 queue 中元素的个数。
  • empty():如果 queue 中没有元素的话,返回 true。

方法:维护一个单调的双端队列

  1. 用一个队列保存正常元素,另一个双向队列保存单调递减的元素
  2. 入栈时,第一个队列正常入栈;第二个队列是递减队列,所以需要与之前的比较,从尾部把小于当前value的全部删除(因为用不到了)
  3. 出栈时,第一个队列正常出栈;第二个队列的头部与出栈的值作比较,如果相同,那么一起出栈

可能有人有这样的疑问:假设最后加入队列的是最大的数,那么deque里的数就只剩最后一个了,要是这个时候poll,再访问最大的数,deque就空了啊?这个最大值查找不就只能用一次了?
因为队列是先入先出,最后加入的最大的数,肯定是最后才会弹出的。

class MaxQueue {
public:
    queue<int> q;
    deque<int> d;
    MaxQueue() {

    }
    
    int max_value() {
        if(q.empty())
            return -1;
        else
            return d.front();

    }
    
    void push_back(int value) {
        while(!d.empty()&&d.back()<value)
            d.pop_back();
        d.push_back(value);
        return q.push(value);
    }
    
    int pop_front() {
        if (q.empty())
            return -1;
        int ans = q.front();
        if (ans == d.front()) {
            d.pop_front();
        }
        q.pop();
        return ans;

    }
};
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