剑指 Offer 59

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

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

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/dui-lie-de-zui-da-zhi-lcof

思路解析

• 使用一个队列queue<int> data存储原始数据，使用一个双向队列deque<int> maxs记录一个非严格递减的双向队列
• push操作时，若maxs的队尾元素小于待插入值，则删除队尾元素，直至maxs的队尾元素大于等于待插入值时，向maxs尾部插入该元素
• pop操作时，若data的队首元素与maxs的队首元素相同，则证明最大值被pop，同样popdata的队首元素。

代码实现

class MaxQueue {
public:
    queue<int> data;
    deque<int> maxs;

    MaxQueue() {

    }
    
    int max_value() {
        return (maxs.empty()) ? -1 : maxs.front();
    }
    
    void push_back(int value) {
        data.push(value);
        while((!maxs.empty()) && maxs.back() < value)
            maxs.pop_back();
        maxs.push_back(value);
    }
    
    int pop_front() {
        if(data.empty())
            return -1;
        int res = data.front();
        if(res == maxs.front())
            maxs.pop_front();
        data.pop();
        return res;
    }
};

/**
 * 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();
 */