设计一个队列数据结构,使其能在 O(1) 时间内获取最小值或最大值


C++ 有一个 deque 头文件,它处理栈和队列的特性。在解决 O(1) 时间复杂度问题的数据结构中,它需要常数时间。通过将 deque 用于此程序,我们可以利用栈和队列的优势。

在这篇文章中,我们将解决队列数据结构,以便在 O(1) 时间内获取数字的最小值或最大值。

语法

deque<data_type> name_of_queue;

参数

  • deque − 这表示双端队列,它按顺序存储一组项目或数字,类似于队列。

  • data_type − 使用的的数据类型,例如 int、float 等。

  • name_of_queue − 赋予队列的任何名称,例如 ab、cd 等。

front()

front() 是 C++ STL 中一个预定义函数,它直接引用队列的第一个索引位置。

back()

back() 是 C++ STL 中一个预定义函数,它直接引用队列的最后一个索引位置。

push_back()

push_back() 也是一个预定义函数,用于从后端插入元素。

算法

  • 我们将从名为 ‘iostream’‘deque’ 的头文件开始程序。

  • 我们插入双端队列来处理数字的最大值或最小值。

    • “deque<int> dq” − 通过使用它,我们启用了栈和队列的特性

  • 从 for 循环开始,我们将从范围 1015 插入一个元素。然后使用名为 ‘push_back[i]’ 的方法,该方法接受 ‘i’ 作为参数,以使用 for 循环推送数组元素。

  • 然后,我们创建两个变量来使用预定义函数 front()back() 查找数字的最小值和最大值。front() 查找第一个索引以显示最小数字,而 back() 查找最后一个索引以显示最大数字。

  • 现在,我们初始化 for 循环以迭代索引号长度,并使用此长度,我们将最小和最大元素的比较分类为 ‘dq[i]’。因此,这将找到最小和最大数字。

  • 最后,我们使用 ‘min_element’‘max_element’ 变量打印最小和最大长度的输出。

示例

在此程序中,我们将解决队列数据结构以在 O(1) 时间内获取最小值和最大值。

#include <iostream>
#include <deque>
using namespace std;
int main() {
deque<int> dq; 
   // double ended queue
   // insert elements into the deque using a loop
   for(int i = 10; i <= 15; i++) {
      dq.push_back(i);
   }
   // find the minimum and maximum elements
   int min_element = dq.front();
   int max_element = dq.back();

   for(int i = 1; i < dq.size(); i++) {
      if(dq[i] < min_element) {
         min_element = dq[i];
      }
      if(dq[i] > max_element) {
         max_element = dq[i];
      }
   }
   //Print the minimum and maximum elements
   cout << "Minimum element: " << min_element << endl;
   cout << "Maximum element: " << max_element << endl;
   return 0;
}

输出

Minimum element: 10
Maximum element: 15

结论

我们探讨了队列数据结构的概念,以查找最小或最大元素。我们了解了 front() 和 back() 如何用于查找元素的最小值和最大值,以及如何将 pushback 添加到索引元素的末尾。通过使用 deque,我们可以在 O(1) 时间复杂度内解决问题。

更新于: 2023年5月10日

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