LeetCode:面试题59 队列的最大值

面试题59 - II. 队列的最大值

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

示例 1:
输入:
[“MaxQueue”,“push_back”,“push_back”,“max_value”,“pop_front”,“max_value”]
[[],[1],[2],[],[],[]]
输出: [null,null,null,2,1,2]

示例 2:
输入:
[“MaxQueue”,“pop_front”,“max_value”]
[[],[],[]]
输出: [null,-1,-1]

限制:
1 <= push_back,pop_front,max_value的总操作数 <= 10000
1 <= value <= 10^5

题目传送门

来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode-cn.com/problems/dui-lie-de-zui-da-zhi-lcof
著作权归领扣网络所有。商业转载请联系官方授权,非商业转载请注明出处。

思路

其实就是一个变长度滑动窗口最大值的变形

  • 入队相当于右端点右移
  • 出队相当于左端点左移

对于滑动窗口最大值,第k大值,可以维护一个递减的双端队列,和【LeetCode:239 滑动窗口最大值】类似

使用一个正常队列 q 来模拟数据入队,出队,那么滑动窗口的范围就是这个队列

维护一个递减的队列 maxq,其队头就是窗口内的最大元素

对于新数据入队

  1. 正常入 q
  2. 从maxq队尾开始 pop 掉所不比新数据大的元素
  3. 然后新数据进入 maxq 队尾

因为是双端队列,能过保证入队出队的复杂度都是常数,对于插入,最坏的情况是对 maxq pop n 次,那么前n个元素都被pop掉了,但是注意,这里最多只能pop n 次,某一次插入 pop的次数多了,对应其他数字 pop的次数就少了,因为次数的总和不变

而插入操作虽然看起来有循环,做一个插入操作时最多可能会有 n 次出队操作。但要注意,由于每个数字只会出队一次,因此对于所有的 n 个数字的插入过程,对应的所有出队操作也不会大于 n 次。因此将出队的时间均摊到每个插入操作上,时间复杂度为 O(1)。

代码

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

    }
    
    int max_value() {
        if(maxq.empty()) return -1;
        return maxq.front();
    }
    
    void push_back(int value) {
        q.push_back(value);
        while(!maxq.empty() && maxq.back()<=value) maxq.pop_back();
        maxq.push_back(value);
    }
    
    int pop_front() {
        if(q.empty()) return -1;
        int f=q.front(); q.pop_front();
        if(maxq.front()==f) maxq.pop_front();
        return f;
    }
};

/**
 * Your MaxQueue object will be instantiated and called as such:
 * MaxQueue* obj = new MaxQueue();
 * int param_1 = obj->max_value();
 * obj->push_back(value);
 * int param_3 = obj->pop_front();
 */
发布了199 篇原创文章 · 获赞 7 · 访问量 1万+

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/weixin_44176696/article/details/104713774