11_滑动窗口最大值

发布时间 2023-10-17 10:01:43作者: 鲍宪立

滑动窗口最大值

给你一个整数数组 nums,有一个大小为 k 的滑动窗口从数组的最左侧移动到数组的最右侧。你只可以看到在滑动窗口内的 k 个数字。滑动窗口每次只向右移动一位。

返回 滑动窗口中的最大值。

示例 1:

输入:nums = [1,3,-1,-3,5,3,6,7], k = 3
输出:[3,3,5,5,6,7]
解释:
滑动窗口的位置                最大值
---------------               -----
[1  3  -1] -3  5  3  6  7       3
 1 [3  -1  -3] 5  3  6  7       3
 1  3 [-1  -3  5] 3  6  7       5
 1  3  -1 [-3  5  3] 6  7       5
 1  3  -1  -3 [5  3  6] 7       6
 1  3  -1  -3  5 [3  6  7]      7

示例 2:

输入:nums = [1], k = 1
输出:[1]

提示:

  • 1 <= nums.length <= 105
  • -104 <= nums[i] <= 104
  • 1 <= k <= nums.length

【思路】

需要设计单调队列,维护元素配合窗口进行滑动。

设计单调队列的时候,pop和push操作要保持如下规则:

1.pop(value):如果窗口移除的元素value等于单调队列的出口元素,那么队列弹出元素,否则不用任何操作

2.push(value):如push的元素value大于入口元素的值,那么就将队列入口的元素弹出,直到push元素的数值小于等于队列入口元素的数值为止

保持如上规则,每次窗口移动的时候,只要访问queue.front()就可以返回当前窗口的最大值。

// 滑动窗口的最大值
//解法一
//自定义数组
class MyQueue {
    Deque<Integer> deque = new LinkedList<>();
    // 弹出元素时,比较当前要弹出的数值是否等于队列出口的数值,如果相等则弹出
    // 同时要判断队列当前是否为空
    void poll(int val) {
        if (!deque.isEmpty() && val == deque.peek()) {
            deque.poll();
        }
    }

    // 添加元素时,如果要添加的元素大于入口处的元素,就将入口元素弹出
    // 保证队列元素单调递减
    // 比如此时队列元素3,1, 2将要入队,比1大,所以1弹出,此时队列:3,2
    void add(int val) {
        while (!deque.isEmpty() && val > deque.getLast()) {
            deque.removeLast();
        }
        deque.add(val);
    }
    // 队列对顶元素始终为最大值
    int peek() {
        return deque.peek();
    }
}

public class MaxSlidingWindow {
    public int[] maxSlidingWindow(int[] nums, int k) {
        if (nums.length == 1) {
            return nums;
        }
        // 最终返回的窗口最大值的长度
        int len = nums.length - k + 1;
        // 存放结果元素的数组
        int[] res = new int[len];
        int num = 0;
        // 自定义队列
        MyQueue myQueue = new MyQueue();
        // 先将前k的元素放入队列
        for (int i = 0; i < k; i++) {
            myQueue.add(nums[i]);
        }
        res[num++] = myQueue.peek();
        for (int i = k; i < nums.length; i++) {
            // 滑动窗口移除最前面的元素,移除是判断该元素是够放入队列
            myQueue.poll(nums[i - k]);
            // 滑动窗口加入最后面的元素
            myQueue.add(nums[i]);
            // 记录对应的最大值
            res[num++] = myQueue.peek();
        }
        return res;
    }
}