LeetCode 1670. 设计前中后队列（deque）

文章目录

- 1. 题目
- 2. 解题

1. 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 。

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/design-front-middle-back-queue
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2. 解题

使用1个双端队列，插入 Mid 的时间复杂度为O(n)

class FrontMiddleBackQueue {deque<int> q;int n = 0;
public:FrontMiddleBackQueue() {}void pushFront(int val) {q.push_front(val);n++;}void pushMiddle(int val) {int mid = (n)/2;q.insert(q.begin()+mid, val);n++;}void pushBack(int val) {q.push_back(val);n++;}int popFront() {if(q.empty())return -1;int ans = q.front();q.pop_front();n--;return ans;}int popMiddle() {if(q.empty())return -1;int mid = (n-1)/2;int ans = q[mid];q.erase(q.begin()+mid);n--;return ans;}int popBack() {if(q.empty())return -1;int ans = q.back();q.pop_back();n--;return ans;}
};

96 ms 20.2 MB C++

使用 2 个双端队列，永远使得 q1.size = q2.size or q1.size = q2.size + 1，这样可以在 q1 的队尾取得 Mid，时间复杂度O(1)

class FrontMiddleBackQueue {deque<int> q1, q2;int v, ans;
public:FrontMiddleBackQueue() {}bool sameLen(){return q1.size() == q2.size();}void pushFront(int val) {if(q1.empty()){q1.push_front(val);return;}if(sameLen())q1.push_front(val);else{q1.push_front(val);v = q1.back();q1.pop_back();q2.push_front(v);}}void pushMiddle(int val) {if(q1.empty()){q1.push_front(val);return;}if(sameLen()){q1.push_back(val);}else{v = q1.back();q1.pop_back();q2.push_front(v);q1.push_back(val);}}void pushBack(int val) {if(q1.empty()){q1.push_front(val);return;}if(sameLen()){q2.push_back(val);v = q2.front();q2.pop_front();q1.push_back(v);}else{q2.push_back(val);}}int popFront() {if(q1.empty())return -1;if(sameLen()){ans = q1.front();q1.pop_front();v = q2.front();q2.pop_front();q1.push_back(v);}else{ans = q1.front();q1.pop_front();}return ans;}int popMiddle() {if(q1.empty())return -1;ans = q1.back();q1.pop_back();if(!sameLen() && !q2.empty()){v = q2.front();q2.pop_front();q1.push_back(v);}return ans;}int popBack() {if(q1.empty())return -1;if(sameLen()){ans = q2.back();q2.pop_back();}else{if(!q2.empty()){ans = q2.back();q2.pop_back();v = q1.back();q1.pop_back();q2.push_front(v);}else{ans = q1.back();q1.pop_back();}}return ans;}
};