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> 如果阅读时,发现错误,或者动画不可以显示的问题可以添加我微信好友 **[tan45du_one](https://raw.githubusercontent.com/tan45du/tan45du.github.io/master/个人微信.15egrcgqd94w.jpg)** ,备注 github + 题目 + 问题 向我反馈
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> 感谢支持,该仓库会一直维护,希望对各位有一丢丢帮助。
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> 另外希望手机阅读的同学可以来我的 <u>[**公众号:程序厨**](https://raw.githubusercontent.com/tan45du/test/master/微信图片_20210320152235.2pthdebvh1c0.png)</u> 两个平台同步,想要和题友一起刷题,互相监督的同学,可以在我的小屋点击<u>[**刷题小队**](https://raw.githubusercontent.com/tan45du/test/master/微信图片_20210320152235.2pthdebvh1c0.png)</u>进入。
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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。
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下面我们通过几个题目由浅入深,一点一点挖透他们吧!
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## 单调队列
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#### [剑指 Offer 59 - II. 队列的最大值](https://leetcode-cn.com/problems/dui-lie-de-zui-da-zhi-lcof/)
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#### 题目描述
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请定义一个队列并实现函数 max_value 得到队列里的最大值
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若队列为空,pop_front 和 max_value 需要返回 -1
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**示例 1:**
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> 输入: ["MaxQueue","push_back","push_back","max_value","pop_front","max_value"] > [[],[1],[2],[],[],[]]
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> 输出: [null,null,null,2,1,2]
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**示例 2:**
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> 输入:
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> ["MaxQueue","pop_front","max_value"] > [[],[],[]]
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> 输出: [null,-1,-1]
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#### 题目解析:
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我们先来拆解下上面的示例 1
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![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)
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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?
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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。
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![](https://img-blog.csdnimg.cn/20210319154950406.gif)
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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。
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![](https://img-blog.csdnimg.cn/20210319154716931.gif)
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我们来对视频进行解析
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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
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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。
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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。
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```java
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class MaxQueue {
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//普通队列
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Queue<Integer> que;
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//双端队列
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Deque<Integer> deq;
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public MaxQueue() {
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que = new LinkedList<>();
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deq = new LinkedList<>();
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}
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//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
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public int max_value() {
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return deq.isEmpty() ? -1 : deq.peekFirst();
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}
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//入队操作
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public void push_back(int value) {
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que.offer(value);
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//维护单调递减
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while (!deq.isEmpty() && value > deq.peekLast()){
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deq. pollLast();
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}
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deq.offerLast(value);
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}
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//返回队头元素,此时有个细节,我们需要用equals
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//这里需要使用 equals() 代替 == 因为队列中存储的是 int 的包装类 Integer
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public int pop_front() {
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if(que.isEmpty()) return -1;
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if (que.peek().equals(deq.peekFirst())) {
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deq.pollFirst();
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}
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return que.poll();
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}
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}
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```
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GO Code:
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```go
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type MaxQueue struct {
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que []int // 普通队列
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deq []int // 双端队列
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size int // que的队列长度
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}
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func Constructor() MaxQueue {
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return MaxQueue{
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que: []int{},
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deq: []int{},
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}
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}
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// Is_empty 表示队列是否为空
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func (mq *MaxQueue) Is_empty() bool {
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return mq.size == 0
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}
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// Max_value 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
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func (mq *MaxQueue) Max_value() int {
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if mq.Is_empty() { return -1 }
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return mq.deq[0]
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}
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// Push_back 入队
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func (mq *MaxQueue) Push_back(value int) {
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mq.que = append(mq.que, value)
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// 维护单调递减队列
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for len(mq.deq) != 0 && mq.deq[len(mq.deq) - 1] < value {
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mq.deq = mq.deq[:len(mq.deq) - 1]
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}
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mq.deq = append(mq.deq, value)
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mq.size++
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}
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// Pop_front 弹出队列头元素,并且返回其值。
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func (mq *MaxQueue) Pop_front() int {
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if mq.Is_empty() { return -1 }
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ans := mq.que[0]
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mq.que = mq.que[1:]
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if mq.deq[0] == ans {
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mq.deq = mq.deq[1:]
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}
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mq.size--
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return ans
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}
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```
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