LeetCode 面试题59 - II. 队列的最大值【Medium】【Python】【队列】

问题

力扣

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

辅助队列

sort_que 队列的头部永远是 que 队列的最大值。

时间复杂度: O(1)

Python3代码
from collections import deque

class MaxQueue:

    def __init__(self):
        self.que = deque()
        self.sort_que = deque()

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

    def push_back(self, value: int) -> None:
        self.que.append(value)
        # sort_que: non-increasing 非递增
        while self.sort_que and self.sort_que[-1] < value:
            self.sort_que.pop()
        self.sort_que.append(value)

    def pop_front(self) -> int:
        if not self.que:
            return -1
        res = self.que.popleft()  # popleft(): O(1), pop(i): O(n)
        if res == self.sort_que[0]:
            self.sort_que.popleft()
        return res

# Your MaxQueue object will be instantiated and called as such:
# obj = MaxQueue()
# param_1 = obj.max_value()
# obj.push_back(value)
# param_3 = obj.pop_front()

代码地址

GitHub链接

参考

【Python】详解：为何添加辅助队列就能实现O(1)操作？