数据结构-队列

NO.1 模拟队列

实现一个队列，队列初始为空，支持四种操作：

push x -- 向队尾插入一个数 x；
pop -- 从队头弹出一个数；
empty -- 判断队列是否为空；
query -- 查询队头元素。

现在要对队列进行 M个操作，其中的每个操作 3 和操作 4 都要输出相应的结果。

输入格式

第一行包含整数 M ，表示操作次数。

接下来 M 行，每行包含一个操作命令，操作命令为 push x，pop，empty，query 中的一种。

输出格式

对于每个 empty 和 query 操作都要输出一个查询结果，每个结果占一行。

其中，empty 操作的查询结果为 YES 或 NO，query 操作的查询结果为一个整数，表示队头元素的值。

数据范围

1≤M≤100000,1≤x≤10^9,

所有操作保证合法。

输入样例：

复制代码

10
push 6
empty
query
pop
empty
push 3
push 4
pop
query
push 6

输出样例：

复制代码

NO
6
YES
4

代码：

cpp 复制代码

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<string>
#include<cstring>
#include<string.h>
#include<algorithm>
#include<cmath>
#include<vector>
#include<queue>
#include<stack>
#include<map>
#include<unordered_map>
using namespace std;
typedef pair<int,int> PII;
const int N = 1e5 + 10;
int t;
int main(){
	scanf("%d",&t);
	queue<int> a;
	while(t --){
		string str;
		cin >> str;
		if(str == "push"){
			int x;
			cin >> x;
			a.push(x);
		}else if(str == "pop"){
			a.pop();
		}else if(str == "empty"){
			if(a.empty()) cout << "YES" << endl;
			else cout << "NO" << endl;
		}else {
			cout << a.front() << endl;
		}
	}
	return 0;
}

NO.2 滑动窗口

题目：

给定一个大小为 n≤10^6的数组。

有一个大小为 k 的滑动窗口，它从数组的最左边移动到最右边。

你只能在窗口中看到 k 个数字。

每次滑动窗口向右移动一个位置。

以下是一个例子：

该数组为 [1 3 -1 -3 5 3 6 7]，k 为 3。

窗口位置	最小值	最大值
[1 3 -1] -3 5 3 6 7	-1	3
1 [3 -1 -3] 5 3 6 7	-3	3
1 3 [-1 -3 5] 3 6 7	-3	5
1 3 -1 [-3 5 3] 6 7	-3	5
1 3 -1 -3 [5 3 6] 7	3	6
1 3 -1 -3 5 [3 6 7]	3	7

你的任务是确定滑动窗口位于每个位置时，窗口中的最大值和最小值。

输入格式

输入包含两行。

第一行包含两个整数 n 和 k，分别代表数组长度和滑动窗口的长度。

第二行有 n个整数，代表数组的具体数值。

同行数据之间用空格隔开。

输出格式

输出包含两个。

第一行输出，从左至右，每个位置滑动窗口中的最小值。

第二行输出，从左至右，每个位置滑动窗口中的最大值。

输入样例：

复制代码

8 3
1 3 -1 -3 5 3 6 7

输出样例：

复制代码

-1 -3 -3 -3 3 3
3 3 5 5 6 7

代码：

cpp 复制代码

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<string>
#include<cstring>
#include<string.h>
#include<algorithm>
#include<cmath>
#include<vector>
#include<queue>
#include<stack>
#include<map>
#include<unordered_map>
using namespace std;
typedef pair<int,int> PII;
const int N = 1e6 + 10;
int n,k;
int a[N];
deque<int> q;
int main(){
	cin >> n >> k;
	for(int i = 1;i <= n;i ++)
		cin >> a[i];
	for(int i = 1;i <= n;i ++){		
		if(i-k >= 1 && q.front() == a[i-k]) q.pop_front();	//是否划出窗口	
		while(q.size() && q.back() > a[i]) q.pop_back();  //新进来的比队尾小，队尾元素出队
		q.push_back(a[i]);
		if(i >= k) cout << q.front() << ' ';//窗口形成
	}
	cout << endl;
	q.clear();
	for(int i = 1;i <= n;i ++){
		if(i - k >= 1 && q.front() == a[i-k]) q.pop_front();
		while(q.size() && q.back() < a[i]) q.pop_back();
		q.push_back(a[i]);
		if(i >= k) cout << q.front() << " ";
	}
	return 0;
}

补充知识：deque(双端队列）

双端队列可以在两端进行扩展或收缩的序列化容器。

d.begin()：指向deque首个元素。

d.end()：指向deque尾元素的下一个位置。

size():元素个数

max_size():最多能容纳元素个数

resize(n):改变deque的size，改成n

empty():判断是否为空，为空->true；

shrink_to_fit():要求deque减小容量已适应元素个数

at(索引):访问deque元素

front():返回第一个元素

back():返回最后一个元素

push_back():添加元素（deque尾部）

push_front():添加元素（deque头部）

pop_back():移除尾部元素

pop_front():删除头部元素

insert( , ):添加元素

erase():删除任意位置元素

clear():清空元素

swap():交换两个deque的元素