算法通关村第十六关:黄金挑战:滑动窗口与堆结合

黄金挑战:滑动窗口与堆结合

堆的大小一般是有限的,能直接返回当前位置下的最大值或者最小值

该特征与滑动窗口结合,可以解决一些特定场景的问题

1. 滑动窗口与堆问题的结合

LeetCode239
https://leetcode.cn/problems/sliding-window-maximum/

思路分析

对于最大值,K个最大这种场景,优先队列(堆)是首先该考虑的思路。

大根堆可以帮我们实时维护一系列元素的最大值

具体执行:

  • 先将数组的前K个元素放入大根堆中,此时最大值为堆顶元素
  • 每当窗口右移时,将新元素放入大根堆中,此时最大值可能不在滑动窗口中
    最大值为滑动窗口的前一个元素,此时需要将堆顶元素移除,直到堆顶元素在滑动窗口中
    最大值为滑动窗口中的元素,此时最大值就是堆顶元素
  • 为了方便判断堆顶元素与滑动窗口的位置关系,我们可以在有限队列中存储二元组(num, index),表示元素 num 在数组中的下标为 index

代码实现

python 复制代码
import heapq

class Solution:
    def maxSlidingWindow(self, nums: List[int], k: int) -> List[int]:
        n = len(nums)
        ans = []
        # 注意 Python 默认的优先队列是小根堆
        # pyhton 中(int,int)可正常比较大小 (1, 0) < (2, 0), (1, 0) < (1, 1)
        heap = [(-nums[i], i) for i in range(k)]
        heapq.heapify(heap)

        ans.append(-heap[0][0])
        for i in range(n-k):
            heapq.heappush(heap, (-nums[i+k], i+k))
            # 移除堆顶元素,直到堆顶元素在滑动窗口中
            while heap[0][1] <= i:
                heapq.heappop(heap)
            ans.append(-heap[0][0])

        return ans
相关推荐
饮水桶_T13 小时前
JAVA IO流笔记
开发语言·数据结构·算法
星夜离尘5614 小时前
MATLAB 离散数据分箱:半开区间、末端点与计数、加权和、平均
算法·matlab
Pniubi14 小时前
力扣76.最小覆盖子串
算法·leetcode·职场和发展
地平线开发者14 小时前
征程6|用 hrt\_model\_exec 看清 YOLOv5x 的输入、原始输出和后处理
人工智能·算法
csdn_aspnet15 小时前
C++ 3个有序点的方向(Orientation of 3 ordered points)
c++·算法
赤生云电竞15 小时前
GPU算力共享平台架构实践:任务分发与资源隔离的关键配置
算法·架构·gpu算力
青少儿编程课堂17 小时前
蓝桥杯·全国青少年信息素养大赛·电子学会Python/C++考级:折半搜索优化子集枚举(Meet in the Middle)解析
c++·python·算法·bfs·信息学竞赛
Oneshot19 小时前
DLX(Dancing Links)算法详解:求解数独最快的算法
算法
青少儿编程课堂20 小时前
蓝桥杯青少组图形化 + 全国青少年信息素养大赛 + 电子学会Scratch考级:校园连连看解析
c++·python·算法·bfs·信息学竞赛
kongdong20 小时前
Hikyuu | RSI均值回归交易策略实现
算法·均值算法·回归·量化交易·交易策略·hikyuu