【Leetcode】1670. Design Front Middle Back Queue

题目地址：

https://leetcode.com/problems/design-front-middle-back-queue/

要求设计一个双端队列，除了要实现队首队尾添加删除元素之外，还需要实现从中间添加删除的操作。中间的定义是，如果整个队列有偶数个元素，则取靠近队头的那个中间元素。在中间添加元素时，如果元素个数奇数个，则在正中间元素之前添加元素。如果执行pop的时候队列空，则返回$-1$。

思路是用两个双端队列，一个存前半部分元素，一个存后半部分元素。同时，我们保持后半部分元素个数不少于前半部分，并且比前半部分最多多一个。这样在pushMiddle的时候永远都是向前队列队尾插入元素；popMiddle的时候要判断下两个队列size是否一样，如果一样则pop前队列队尾，否则pop后队列队头；这里需要注意，popFront的时候要看一下前队列是否为空，否则会NPE。代码如下：

import java.util.ArrayDeque;
import java.util.Deque;

class FrontMiddleBackQueue {
    
    private Deque<Integer> fDeq, rDeq;
    private int size;
    
    public FrontMiddleBackQueue() {
        fDeq = new ArrayDeque<>();
        rDeq = new ArrayDeque<>();
    }
    
    public void pushFront(int val) {
        fDeq.offerFirst(val);
        adjust();
        size++;
    }
    
    public void pushMiddle(int val) {
        fDeq.offerLast(val);
        adjust();
        size++;
    }
    
    public void pushBack(int val) {
        rDeq.offerLast(val);
        adjust();
        size++;
    }
    
    public int popFront() {
        if (size == 0) {
            return -1;
        }
        
        // 注意要判断一下前队列是否空
        int res = !fDeq.isEmpty() ? fDeq.pollFirst() : rDeq.pollFirst();
        adjust();
        size--;
        return res;
    }
    
    public int popMiddle() {
        if (size == 0) {
            return -1;
        }
        
        // 如果两个队列size一样，则pop前队列队尾，否则pop后队列队头
        int res = fDeq.size() == rDeq.size() ? fDeq.pollLast() : rDeq.pollFirst();
        adjust();
        size--;
        return res;
    }
    
    public int popBack() {
        if (size == 0) {
            return -1;
        }
        
        int res = rDeq.pollLast();
        adjust();
        size--;
        return res;
    }
    
    // 用于调整两个队列的size，保持后半始终不少于前半，并且多不超过1个
    private void adjust() {
        if (rDeq.size() - fDeq.size() >= 2) {
            fDeq.offerLast(rDeq.pollFirst());
        }
        if (rDeq.size() < fDeq.size()) {
            rDeq.offerFirst(fDeq.pollLast());
        }
    }
}

所有操作时间复杂度$O(1)$，空间$O(n)$，$n$是添加进了多少个元素。