59 - II. 队列的最大值

剑指 Offer 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

思路相当于下面两题的集合体：

30. 包含min函数的栈

59 - I. 滑动窗口的最大值

Java代码

class MaxQueue {
    private Queue<Integer>  queue;//主队列，实际存取元素
    private Deque<Integer> deque;//辅助寻找queue中目前的最大值

    public MaxQueue() {
          queue = new LinkedList<>();
          //deque的队头一直存着当前queue中最大值，只有该值从queue中出队后，才需要从deque中也出队
          deque = new LinkedList<>();
    }
    
    public int max_value() {
        return deque.isEmpty()? -1 : deque.peekFirst();
    }
    
    public void push_back(int value) {
        //queue每入队一个元素，我们都要维护保持deque队头是当前queue中最大值
        //注意：如果value = deque.peekLast()的话，队尾元素是不需要出队的
        queue.add(value);
        while(!deque.isEmpty() && value > deque.peekLast()){
            deque.removeLast();
        }
         deque.addLast(value);   
    }
    
    public int pop_front() {
        if(queue.isEmpty()) return -1;
        //检查queue出队的元素是否与deque队头元素相等
        int temp = queue.poll();
        if(temp == deque.peekFirst()){
            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();
 */