## day13 - 栈与队列part03

发布时间 2023-09-18 19:16:22作者: 笑忘书丶丶

day13 - 栈与队列part03

力扣239. 滑动窗口的最大值

思路:利用单调队列,很难想的出来。

因为每次是进一个数,弹出一个数,因此没必要每次都进行排序,只需要拿到最大值即可。

用单调队列实现,是一个双向队列

  • pop()函数:如果要pop的值是队列头部的值,那么就弹出,否则不操作。
  • push()函数:如果队列尾部有比要push的数小的数,就弹出,直到没有为止
  • front()函数:获取头部值,也就是最大值

代码

class Solution {
public:
    class MyQueue 
    {
    public:
        deque<int> que;
        void pop(int value)
        {
            if (!que.empty() && value ==  que.front())
            {
                que.pop_front();
            }
        }
        void push (int value)
        {
            while (!que.empty() && value > que.back())
            {
                que.pop_back();
            }
            que.push_back(value);
        }
        int front()
        {
            return que.front();
        }
    };


    vector<int> maxSlidingWindow(vector<int>& nums, int k) {
        MyQueue que;
        vector<int> result;
        for (int i = 0; i < k; i++)
        {
            que.push(nums[i]);
        }
        result.push_back(que.front());
        for (int i = k; i < nums.size(); i++)
        {
            que.pop(nums[i - k]);
            que.push(nums[i]);
            result.push_back(que.front());
        }
        return result;
    }
};

力扣347. 前k个高频元素

思路:利用优先级队列,优先级队列的底层是堆,创建小顶堆,不断弹出最小的元素,保持堆中只有k个元素。最后输出优先级队列中的元素

挺复杂的,主要用的stl容器不熟

代码

// 小顶堆
class mycomparison {
public:
	bool operator()(const pair<int, int>& lhs, const pair<int, int>& rhs) {
		return lhs.second > rhs.second;
	}
};
vector<int> topKFrequent(vector<int>& nums, int k) {
	// 要统计元素出现频率
	unordered_map<int, int> map; // map<nums[i],对应出现的次数>
	for (int i = 0; i < nums.size(); i++) {
		map[nums[i]]++;
	}

	// 对频率排序
	// 定义一个小顶堆,大小为k
	priority_queue<pair<int, int>, vector<pair<int, int>>, mycomparison> pri_que;

	// 用固定大小为k的小顶堆,扫面所有频率的数值
	for (unordered_map<int, int>::iterator it = map.begin(); it != map.end(); it++) {
		pri_que.push(*it);
		if (pri_que.size() > k) { // 如果堆的大小大于了K,则队列弹出,保证堆的大小一直为k
			pri_que.pop();
		}
	}

	// 找出前K个高频元素,因为小顶堆先弹出的是最小的,所以倒序来输出到数组
	vector<int> result(k);
	for (int i = k - 1; i >= 0; i--) {
		result[i] = pri_que.top().first;
		pri_que.pop();
	}
	return result;
}

注意:

  • 自定义比较器有多种方法。优先级队列的自定义比较器与其他有所不同。

  • priority_queue<pair<int, int>, vector<pair<int, int>>, mycomparison> pri_que;的含义是定义一个优先级队列,内部每个元素是pair<int, int> ,底层容器时vector<pair<int, int>, 比较器时mycomparison.

栈与队列总结

栈里面的元素在内存中是连续分布的么?
  • 栈时容器适配器,连续不连续取决于底层使用的容器
  • 默认情况使用deque,内存中不连续
栈的应用

处理括号,花括号,linux中的cd命令进入目录,如: cd a/b/c/../,递归调用,每次递归把函数的局部变量,参数值,返回值压入调用栈。

栈解决的算法问题
  • 括号匹配问题
  • 字符串去重问题
  • 逆波兰表达式问题
队列解决的算法问题
  • 滑动窗口最大值问题
  • 求前k个高频元素