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LeetCode-面试题59-2-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 的均摊时间复杂度都是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

解题思路

双队列:

利用一个队列Queue存储原本的数据,一个双端队列Deque存储最大值

两个队列联合实现一个MaxQueue

  • 当新的值大于deque的尾部的值时,小的值都应该从deque尾部删去,添加大的值到尾部;同时queue实现常规的数值添加。这样保证了deque首位始终存储的是当前队列最大值
  • 当需要取得队列中的最大值时,如果deque为空,根据题意返回-1,如果不为空则取得最大值(不从双端队列中删除)
  • 当需要弹出队列首位时,需要判断原本的队列是否为空,为空则返回-1,不为空则需要判断出队的元素是否是当前最大值,如果是最大值,则原本的队列最大值出队了,deque中的最大值自然也不存在了,需要弹出首位。此时返回原本队列的首位即可

Java代码

class MaxQueue {
    Deque<Integer> deque;
    Queue<Integer> queue;
    public MaxQueue() {
        deque = new LinkedList<>();
        queue = new LinkedList<>();
    }
    
    public int max_value() {
        if(deque.isEmpty())
            return -1;
        return deque.getFirst();
    }
    
    public void push_back(int value) {
        // 保证deque里面放的是最大值
        while(!deque.isEmpty() && deque.getLast()<value)
            deque.removeLast();
        deque.addLast(value);
        queue.offer(value);
    }
    
    public int pop_front() {
        if(queue.isEmpty())
            return -1;
        // 如果出队的元素是当前最大值,则deque也要出队
        int temp = queue.poll();
        if(deque.getFirst()==temp)
            deque.removeFirst();
        return temp;
    }
}

/**
 * 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();
 */



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