面试题59 - II.:队列的最大值（C++）

Posted 2021-03-05 wzw0625

题目地址：https://leetcode-cn.com/problems/dui-lie-de-zui-da-zhi-lcof/

题目描述

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

题目示例

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]

解题思路

暴力法：实现一个普通的队列，遍历查询最大值；

双队列法：使用两个队列，第一个队列为普通队列，用于保存正常元素的出队和入队，第二个队列为双端队列，用于保存单调递减的元素，在入队时，需要与前面的比较，保持队首到队尾是递减，若待入队元素的值大于双端队列队尾，则队尾出队。

程序源码

方法1：暴力法

class MaxQueue {
    int que[20000];
    int begin = 0, end = 0;
public:
    MaxQueue() {
    }
    
    int max_value() {
        int ans = -1;
        for (int i = begin; i != end; ++i)
            ans = max(ans, que[i]);
        return ans;
    }
    
    void push_back(int value) {
        que[end++] = value;
    }
    
    int pop_front() {
        if (begin == end)
            return -1;
        return que[begin++];
    }
};

方法2：双端队列

class MaxQueue {
private:
    queue<int> que;
    list<int> maxQueue;
public:
    MaxQueue() {
        
    }
    
    int max_value() {
        if(maxQueue.empty())
        {
            return -1;
        }
        return maxQueue.front();
    }
    
    void push_back(int value) {
        que.push(value);
        while (!maxQueue.empty() && value > maxQueue.back())
        {
            maxQueue.pop_back();
        }
        maxQueue.push_back(value);
    }
    
    int pop_front() {
        if(que.empty())
        {
            return -1;
        }
        int front = que.front();
        que.pop();
        if (!maxQueue.empty() && maxQueue.front() == front)
        {
            maxQueue.pop_front();
        }
        return 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();
 */