algorithm-base/animation-simulation/单调队列单调栈/剑指offer59队列的最大值.md

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2021-03-20 11:38:55 +00:00
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2021-03-19 08:36:59 +00:00
今天我们好好说说单调栈和单调队列。其实很容易理解,单调栈就是单调递增或单调递减的栈,栈内元素是有序的,单调队列同样也是。
下面我们通过几个题目由浅入深,一点一点挖透他们吧!
## 单调队列
2021-03-20 11:38:55 +00:00
#### [剑指 Offer 59 - II. 队列的最大值](https://leetcode-cn.com/problems/dui-lie-de-zui-da-zhi-lcof/)
2021-03-19 08:36:59 +00:00
#### 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
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]
#### 题目解析:
我们先来拆解下上面的示例 1
![队列的最大值](https://cdn.jsdelivr.net/gh/tan45du/github.io.phonto2@master/myphoto/队列的最大值.6bfapy4zf1g0.png)
其实我觉得这个题目的重点在理解题意上面,可能刚开始刷题的同学,对题意理解不够透彻,做起来没有那么得心应手,通过上面的图片我们简单了解了一下题意,那我们应该怎么做才能实现上述要求呢?
下面我们来说一下双端队列。我们之前说过的队列,遵守先进先出的规则,双端队列则可以从队头出队,也可以从队尾出队。我们先通过一个视频来简单了解下双端队列。
![](https://img-blog.csdnimg.cn/20210319154950406.gif)
我们可以用双端队列做辅助队列用辅助队列来保存当前队列的最大值。我们同时定义一个普通队列和一个双端单调队列。普通队列就正常执行入队出队操作。max_value 操作则返回咱们的双端队列的队头即可。下面我们来看一下代码的具体执行过程吧。
![](https://img-blog.csdnimg.cn/20210319154716931.gif)
我们来对视频进行解析
1.我们需要维护一个单调双端队列,上面的队列则执行正常操作,下面的队列队头元素则为上面队列的最大值
2.出队时,我们需要进行对比两个队列的队头元素是否相等,如果相等则同时出队,则出队后的双端队列的头部仍未上面队列中的最大值。
3.入队时,我们需要维持一个单调递减的双端队列,因为我们需要确保队头元素为最大值嘛。
```java
class MaxQueue {
//普通队列
Queue<Integer> que;
//双端队列
Deque<Integer> deq;
public MaxQueue() {
que = new LinkedList<>();
deq = new LinkedList<>();
}
//获取最大值值,返回我们双端队列的对头即可,因为我们双端队列是单调递减的嘛
public int max_value() {
return deq.isEmpty() ? -1 : deq.peekFirst();
}
//入队操作
public void push_back(int value) {
que.offer(value);
//维护单调递减
while (!deq.isEmpty() && value > deq.peekLast()){
deq. pollLast();
}
deq.offerLast(value);
}
//返回队头元素此时有个细节我们需要用equals
//这里需要使用 equals() 代替 == 因为队列中存储的是 int 的包装类 Integer
public int pop_front() {
if(que.isEmpty()) return -1;
if (que.peek().equals(deq.peekFirst())) {
deq.pollFirst();
}
return que.poll();
}
}
```
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