棧 佇列 佇列的最大值

2021-10-14 23:47:52 字數 2194 閱讀 8385

請定義乙個佇列並實現函式max_value得到佇列裡的最大值,要求函式max_valuepush_backpop_front的均攤時間複雜度都是o(1)。

若隊列為空,pop_frontmax_value需要返回-1。

示例1:

輸入: 

["maxqueue","push_back","push_back","max_value","pop_front","max_value"]

[,[1],[2],,,]

輸出: [null,null,null,2,1,2]

示例2:

輸入: 

["maxqueue","pop_front","max_value"]

[,,]

輸出: [null,-1,-1]

直接實現乙個普通佇列,查詢最大值時遍歷計算。

class

maxqueue

public

intmax_value()

return ans;

}public

void

push_back

(int value)

public

intpop_front()

}/**

* 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();

*/

複雜度分析:

本演算法基於乙個重要性質:當乙個元素進入佇列的時候,它前面所有比它小的元素就不會再對答案產生影響。

例如,如果我們向佇列中插入數字序列1 1 1 1 2,那麼在第乙個數字2被插入後,數字2前面的所有數字1將不會對結果產生影響。因為按照佇列的取出順序,數字2只能在所有的數字1被取出之後才能被取出,因此如果數字1如果在佇列中,那麼數字2必然也在佇列中,使得數字1對結果沒有影響。

按照上面的思路,我們可以設計這樣的方法:從佇列尾部插入元素時,我們可以提前取出佇列中所有比這個元素小的元素,使得佇列中只保留對結果有影響的數字。這樣的方法等價於要求維持佇列單調遞減,即要保證每個元素的前面都沒有比它小的元素。

那麼如何高效實現乙個始終遞減的佇列呢?我們只需要在插入每乙個元素value時,從佇列尾部依次取出比當前元素value小的元素,直到遇到乙個比當前元素大的元素value即可。

上面的過程需要從佇列尾部取出元素,因此需要使用雙端佇列來實現。另外我們也需要乙個輔助佇列來記錄所有被插入的值,以確定pop_front函式的返回值。

保證了佇列的單調遞減後,求最大值時只需要直接取雙端佇列中的第一項即可。

class

maxqueue

public

intmax_value()

public

void

push_back

(int value)

dq.offerlast

(value)

; q.

offer

(value);}

public

intpop_front()

return ans;}}

/** * 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();

*/

複雜度分析:

棧的佇列(佇列)

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