【剑指 Offer】59 - II. 队列的最大值

少写代码少看论文多多睡觉

于 2022-07-07 21:13:48 发布

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分类专栏： Algorithm # Leetcode # 剑指offer 文章标签： c++ 算法开发语言

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/qq_44653420/article/details/125667319

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该博客讨论了一种数据结构设计，即MaxQueue，它结合了普通队列和双端队列，使得在保持push_back、pop_front操作均摊时间复杂度为O(1)的同时，能立即获取队列的最大值。核心思想是在入队时维护一个双端队列deque，存储当前最大值及其前驱。出队和获取最大值时，更新deque即可。代码中展示了如何通过C++实现这一数据结构。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

剑指 Offer 59 - II. 队列的最大值

题目

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

思路

定义一个双端队列deque,在每次入队，如果deque队尾元素小于即将入队的元素value,则将小于value的元素全部入队之后，再将value入队；否则直接入队。

代码

class MaxQueue {
public:
    MaxQueue() {

    }
    
    int max_value() {
        if(deque.size() == 0)
        {
            return -1;
        }

        return deque.front();// 取出双端队列 队头元素 就是当前最大值
    }
    
    void push_back(int value) {
        queue.push(value);

        if(deque.size() == 0)
        {
            deque.push_back(value);
        }
        else if(value > deque.front())
        {
            // value 比 当前最大值都要大 直接清除队列所有值
            deque.clear();
            deque.push_back(value);
        }
        else
        {
            while(deque.back() < value)
            {
                deque.pop_back();// 将小于value的元素全部出队 
            }
            deque.push_back(value);
        }

    }
    
    int pop_front() {
        if(queue.size() == 0)
        {
            return -1;
        }
        int res = queue.front();// 取出普通队列的队头元素
        queue.pop();

        if(res == deque.front())
        {
            deque.pop_front();
        }

        return res;

    }

    std::queue<int> queue;
    std::deque<int> deque;
};

/**
 * 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();
 */