「LeetCode每日一题」——LCOF.59 – II. 队列的最大值

链接：https://leetcode-cn.com/problems/dui-lie-de-zui-da-zhi-lcof/ 难度：中等

`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
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

`思路`

这道题有点设计题的意思，要满足的条件是函数max_value、push_back 和 pop_front 的均摊时间复杂度都是O(1)。

我们知道普通的队列push_back 和 pop_front 的时间复杂度都是O(1)，那怎么保证max_value是O(1)呢？可能我们需要一个辅助的数据结构来帮忙。

如果我们每次入队的时候，保持这个队列最大值，那么出队的时候，其实无法知道是否把最大值出队了。那我们要解决出队了还能知道最大值这个问题。

那我们再使用一个对端队列，在每次入队时，如果deque队尾元素小于即将入队的元素 value，则将小于value的元素全部出队后，再将value入队，否则直接入队。过程如下图：

这里我直接用队列来操作，你也可以用list来代替deque的操作。

时间复杂度

max_value：O(1)，直接返回双端队列（或数组）头部的元素。
pop_front：O(1)，从队列中弹出一个元素，仍然是常数时间复杂度。
push_back：O(1)，例如 543216，只有最后一次 push_back 操作是O(n)，其他每次操作的时间复杂度都是 O(1)，均摊时间复杂度为O(1)。

`方案代码`

解决方法：

import queue
class MaxQueue:
    def __init__(self):
        self.queue = queue.Queue()
        self.deque = queue.deque()

    def max_value(self) -> int:
        return self.deque[0] if self.deque else -1

    def push_back(self, value: int) -> None:
        while self.deque and self.deque[-1] < value:
            self.deque.pop()
        self.deque.append(value)
        self.queue.put(value)
        

    def pop_front(self) -> int:
        if not self.deque: return -1
        ans = self.queue.get()
        if ans == self.deque[0]:
            self.deque.popleft()
        return ans

「LeetCode每日一题」——LCOF.59 – II. 队列的最大值

题目

思路

方案代码

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