設計一個佇列資料結構,使其能在 O(1) 時間內獲取最小值或最大值


C++ 有一個 deque 標頭檔案,它處理棧和佇列的特性。在解決 O(1) 時間複雜度問題的資料結構中,它需要常數時間。透過將 deque 用於此程式,我們可以利用棧和佇列的優勢。

在這篇文章中,我們將解決佇列資料結構,以便在 O(1) 時間內獲取數字的最小值或最大值。

語法

deque<data_type> name_of_queue;

引數

  • deque − 這表示雙端佇列,它按順序儲存一組專案或數字,類似於佇列。

  • data_type − 使用的的資料型別,例如 int、float 等。

  • name_of_queue − 賦予佇列的任何名稱,例如 ab、cd 等。

front()

front() 是 C++ STL 中一個預定義函式,它直接引用佇列的第一個索引位置。

back()

back() 是 C++ STL 中一個預定義函式,它直接引用佇列的最後一個索引位置。

push_back()

push_back() 也是一個預定義函式,用於從後端插入元素。

演算法

  • 我們將從名為 ‘iostream’‘deque’ 的標頭檔案開始程式。

  • 我們插入雙端佇列來處理數字的最大值或最小值。

    • “deque<int> dq” − 透過使用它,我們啟用了棧和佇列的特性

  • 從 for 迴圈開始,我們將從範圍 1015 插入一個元素。然後使用名為 ‘push_back[i]’ 的方法,該方法接受 ‘i’ 作為引數,以使用 for 迴圈推送陣列元素。

  • 然後,我們建立兩個變數來使用預定義函式 front()back() 查詢數字的最小值和最大值。front() 查詢第一個索引以顯示最小數字,而 back() 查詢最後一個索引以顯示最大數字。

  • 現在,我們初始化 for 迴圈以迭代索引號長度,並使用此長度,我們將最小和最大元素的比較分類為 ‘dq[i]’。因此,這將找到最小和最大數字。

  • 最後,我們使用 ‘min_element’‘max_element’ 變數列印最小和最大長度的輸出。

示例

在此程式中,我們將解決佇列資料結構以在 O(1) 時間內獲取最小值和最大值。

#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;
}

輸出

Minimum element: 10
Maximum element: 15

結論

我們探討了佇列資料結構的概念,以查詢最小或最大元素。我們瞭解了 front() 和 back() 如何用於查詢元素的最小值和最大值,以及如何將 pushback 新增到索引元素的末尾。透過使用 deque,我們可以在 O(1) 時間複雜度內解決問題。

更新於: 2023年5月10日

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