剑指Offer（59_2）队列的最大值

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队列的最大值

描述

示例 1

示例 2

限制

方法：单调双端队列

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队列的最大值

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

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

方法：单调双端队列

本题看着和剑指Offer（30）包含min函数的栈这题类似，但是还是有点细微的不同。

栈是先进后出，而队列是先进先出，所以当一个元素进入队列时，前面所有比它小的元素都不会对结果产生影响，换句话说：当较大的数在较小的数后面时，这个队列的最大值一直都是较大的数，因为要出队列也是较小数先出，较大数后出。

了解了这个性质我们就可以在入队时判断，将队列中前面所有小于当前值的数都出队。

class MaxQueue {
    Queue<Integer> dataQueue;
    Deque<Integer> maxQueue;

    public MaxQueue() {
        dataQueue=new LinkedList<>();
        maxQueue=new LinkedList<>();
    }

    public int max_value() {
        if (maxQueue.isEmpty()){
            return -1;
        }else{
            return maxQueue.peekFirst();//获取队首元素
        }
    }

    public void push_back(int value) {
        while (!maxQueue.isEmpty() && maxQueue.peekLast()<value){
            maxQueue.pollLast();//循环出队列中小于当前值的元素
        }
        maxQueue.offerLast(value);//将当前元素加到队尾
        dataQueue.offer(value);//将当前元素加到数据队列中
    }

    public int pop_front() {
        if (dataQueue.isEmpty()){
            return -1;
        }
        int ans=dataQueue.poll();
        if (ans==maxQueue.peekFirst()){
            maxQueue.pollFirst();//如果出队列的元素和最大值队列中队首元素相同，则将最大值队列中的队首也出队
        }
        return ans;
    }
}