Java 滑動窗口最大值的實現(xiàn)
一、題目
給你一個整數(shù)數(shù)組 nums,有一個大小為 k 的滑動窗口從數(shù)組的最左側(cè)移動到數(shù)組的最右側(cè)。你只可以看到在滑動窗口內(nèi)的 k 個數(shù)字?;瑒哟翱诿看沃幌蛴乙苿右晃弧?/p>
返回滑動窗口中的最大值。
二、單調(diào)隊列解析
題目讓求隨著滑動窗口的滑動,返回窗口覆蓋范圍的最大值
該題不適合優(yōu)先級隊列,因為采用大頂堆存放k個數(shù)字,可以知道此時的最大值,但是窗口是滑動的,大頂堆每次只能彈出最大值,無法移除其他值,即無法用大頂堆維護滑動窗口里的值。
所以采用隊列維護,隨著窗口的移動,隊列先進(jìn)先出
此時對隊列的要求是,隊列首位為最大值,整個隊列呈遞減
例如:1,3,-1,-3,5,3,6,7
初始:1,3,-1,隊列存入3,-1,使其保持遞減,且首位為此時滑動窗口的最大值
移動到-3,隊列:3,-1,-3
移動到5,隊列:5
移動到3,隊列:5,3
移動到6,隊列:6
移動到7,隊列:7
所以為了滿足要求,需要自定義隊列
從示例可以看出,隊列沒必要維護窗口里所有元素,只需要保證隊列首位此時窗口的最大,而且,隊列元素為遞減,具體看代碼
三、代碼
import java.util.Deque; import java.util.LinkedList; //自定義數(shù)組 class MyQueue { Deque<Integer> deque = new LinkedList<>(); //彈出元素時,比較當(dāng)前要彈出的數(shù)值是否等于隊列出口的數(shù)值,如果相等則彈出 //同時判斷隊列當(dāng)前是否為空 void poll(int val) { if (!deque.isEmpty() && val == deque.peek()) { deque.poll(); } } //添加元素時,如果要添加的元素大于入口處的元素,就將入口元素彈出 //保證隊列元素單調(diào)遞減 //比如此時隊列元素3,1,2將要入隊,比1大,所以1彈出,此時隊列:3,2 void add(int val) { while (!deque.isEmpty() && val > deque.getLast()) { deque.removeLast(); } deque.add(val); } //隊列隊頂元素始終為最大值 int peek() { return deque.peek(); } } class Solution { public int[] maxSlidingWindow(int[] nums, int k) { if (nums.length == 1) { return nums; } int len = nums.length - k + 1; //存放結(jié)果元素的數(shù)組 int[] res = new int[len]; int num = 0; //自定義隊列 MyQueue myQueue = new MyQueue(); //先將前k的元素放入隊列 for (int i = 0; i < k; i++) { myQueue.add(nums[i]); } res[num++] = myQueue.peek(); for (int i = k; i < nums.length; i++) { //滑動窗口移除最前面的元素,移除是判斷該元素是否放入隊列 myQueue.poll(nums[i - k]); //滑動窗口加入最后面的元素 myQueue.add(nums[i]); //記錄對應(yīng)的最大值 res[num++] = myQueue.peek(); } return res; } }
四、總結(jié)
該題利用了單調(diào)隊列,需要自己定義入隊出隊規(guī)則
入隊:保持隊首元素始終最大,同時隊內(nèi)維護窗口的大小個元素,呈現(xiàn)遞減
出隊:判斷當(dāng)前元素是否入隊,在隊內(nèi),再隨著窗口的滑動執(zhí)行出隊操作
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