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【教3妹学编程-算法题】设计前中后队列

【教3妹学编程-算法题】设计前中后队列

作者: 程序员小2 | 来源:发表于2023-11-27 09:26 被阅读0次
瑟瑟发抖

3妹:好冷啊, 冻得瑟瑟发抖啦
2哥 : 又一波寒潮来袭, 外面风吹的呼呼的。
3妹:今天还有雨,2哥上班记得带伞。
2哥 : 好的
3妹:哼,不喜欢冬天,也不喜欢下雨天,要是我会咒语,一直停留在春天就好啦,四季如春。
2哥:想得美, 接受现实吧。说到咒语,我今天看到一个关于咒语的题目,你来做一下吧~
3妹:好的,我要上班去了,你发我微信上,我通勤路上看一下~

吃瓜

题目:

请你设计一个队列,支持在前,中,后三个位置的 push 和 pop 操作。

请你完成 FrontMiddleBack 类:

FrontMiddleBack() 初始化队列。
void pushFront(int val) 将 val 添加到队列的 最前面 。
void pushMiddle(int val) 将 val 添加到队列的 正中间 。
void pushBack(int val) 将 val 添加到队里的 最后面 。
int popFront() 将 最前面 的元素从队列中删除并返回值,如果删除之前队列为空,那么返回 -1 。
int popMiddle() 将 正中间 的元素从队列中删除并返回值,如果删除之前队列为空,那么返回 -1 。
int popBack() 将 最后面 的元素从队列中删除并返回值,如果删除之前队列为空,那么返回 -1 。
请注意当有 两个 中间位置的时候,选择靠前面的位置进行操作。比方说:

将 6 添加到 [1, 2, 3, 4, 5] 的中间位置,结果数组为 [1, 2, 6, 3, 4, 5] 。
从 [1, 2, 3, 4, 5, 6] 的中间位置弹出元素,返回 3 ,数组变为 [1, 2, 4, 5, 6] 。

示例 1:

输入:
["FrontMiddleBackQueue", "pushFront", "pushBack", "pushMiddle", "pushMiddle", "popFront", "popMiddle", "popMiddle", "popBack", "popFront"]
[[], [1], [2], [3], [4], [], [], [], [], []]
输出:
[null, null, null, null, null, 1, 3, 4, 2, -1]

解释:
FrontMiddleBackQueue q = new FrontMiddleBackQueue();
q.pushFront(1); // [1]
q.pushBack(2); // [1, 2]
q.pushMiddle(3); // [1, 3, 2]
q.pushMiddle(4); // [1, 4, 3, 2]
q.popFront(); // 返回 1 -> [4, 3, 2]
q.popMiddle(); // 返回 3 -> [4, 2]
q.popMiddle(); // 返回 4 -> [2]
q.popBack(); // 返回 2 -> []
q.popFront(); // 返回 -1 -> [] (队列为空)

提示:

1 <= val <= 10^9
最多调用 1000 次 pushFront, pushMiddle, pushBack, popFront, popMiddle 和 popBack 。

思路:

思考

双端队列,
在本题中,我们需要设计一种支持在头部、中部和尾部插入、删除元素的数据结构。可以自然而然的想到将该数据结构分为左右两个部分,它们的长度大致相同,并且左边尾部与右边头部相接。这样一来,我们对中部的操作可以转换为对左边尾部或者右边头部的操作。

java代码:

class FrontMiddleBackQueue {
    Deque<Integer> left;
    Deque<Integer> right;

    public FrontMiddleBackQueue() {
        left = new ArrayDeque<Integer>();
        right = new ArrayDeque<Integer>();
    }

    public void pushFront(int val) {
        left.offerFirst(val);
        if (left.size() == right.size() + 2) {
            right.offerFirst(left.pollLast());
        }
    }

    public void pushMiddle(int val) {
        if (left.size() == right.size() + 1) {
            right.offerFirst(left.pollLast());
        }
        left.offerLast(val);
    }

    public void pushBack(int val) {
        right.offerLast(val);
        if (left.size() + 1 == right.size()) {
            left.offerLast(right.pollFirst());
        }
    }

    public int popFront() {
        if (left.isEmpty()) {
            return -1;
        }
        int val = left.pollFirst();
        if (left.size() + 1 == right.size()) {
            left.offerLast(right.pollFirst());
        }
        return val;
    }

    public int popMiddle() {
        if (left.isEmpty()) {
            return -1;
        }
        int val = left.pollLast();
        if (left.size() + 1 == right.size()) {
            left.offerLast(right.pollFirst());
        }
        return val;
    }

    public int popBack() {
        if (left.isEmpty()) {
            return -1;
        }
        int val = 0;
        if (right.isEmpty()) {
            val = left.pollLast();
        } else {
            val = right.pollLast();
            if (left.size() == right.size() + 2) {
                right.offerFirst(left.pollLast());
            }
        }
        return val;
    }
}

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