题目
假设一个固定大小为W的窗口,依次划过arr,
返回每一次滑出状况的最大值
例如,arr = [4,3,5,4,3,3,6,7], W = 3
返回:[5,5,5,4,6,7]
暴力对数器
暴力对数器方法主要是用来做校验,不在乎时间复杂度,逻辑上能对即可,测试方法时采用大数据量和算法作对比,看是否有报错。
举例:此时数组arr = {3,1,5,7,6,5,8} w = 3。
从头开始遍历,当来到第一组3,1,5刚好凑齐w个数时,此时取Max,最大值为5。
继续向下,此时3过期来到1,5,7,取Max,最大值为7。
再次向后取值,1位置过期来到了5,7,6,取Max,最大值为7。
7,6,5最大值为7, 6,5,8最大值为8,所以最终答案为{5,7,7,7,8}。
代码
L从开始,R从w-1开始, L++R++,直到R到arr.length停止遍历,每次遍历都取L的最大值。将max赋值给result数组。
java
public static int[] right(int[] arr, int w) {
if (arr == null || w < 1 || arr.length < w) {
return null;
}
int index = 0;
int L = 0;
int R = w - 1;
int N = arr.length;
int[] result = new int[arr.length - w + 1];
while (R < N) {
int max = arr[L];
for (int i = L + 1; i <= R; i++) {
max = Math.max(max, arr[i]);
}
result[index++] = max;
L++;
R++;
}
return result;
}
滑动窗口
滑动窗口方法用LinkList来实现双端队列结构,不用过多考虑w个数,严格按照头 ------> 尾是从大到小的顺序即可。
变量R从0开始向arr.length遍历。
如果队列中不为null,并且新加入的元素大于等于队列尾端元素,就将满足条件的尾端元素全部弹出。而后将该元素加入到双端队列尾部。
当第一次R的下标来到了w - 1位置,证明已经遍历过了w个数,将此时队列头部最大值填充到新数组中。
如果当前头部最大值 等于 R - w ,证明此时头部的值已经过期了,要剔除掉。
代码
java
public static int[] getMaxWindow(int[] arr, int w) {
if (arr == null || w < 1 || arr.length < w) {
return null;
}
LinkedList<Integer> qmax = new LinkedList<>();
int[] result = new int[arr.length - w + 1];
int index = 0;
for (int R = 0; R < arr.length; R++) {
// 如果qmax双端队列不为null
//并且尾端元素小于等于当前元素
while (!qmax.isEmpty() && arr[qmax.peekLast()] <= arr[R]) {
//满足条件的所有尾端元素全部弹出
qmax.pollLast();
}
//将当前元素假如到队尾
qmax.addLast(R);
//R - w如果等于当前头部最大值
//下一次循环R++ ,头部最大值要过期了,弹出
if (R - w == qmax.peekFirst()) {
qmax.pollFirst();
}
// R > w - 1,R从0开始,假设w = 3,则 w - 1 = 2说明此时窗口已经划过三个元素,该出现一个当前窗口最大值了
if (R >= w - 1) {
result[index++] = arr[qmax.peekFirst()];
}
}
return result;
}
测试
采用随机生成数组的方式,大样本量对两个方法进行测试。
java
public static int[] generateRandomArray(int maxLength, int maxValue) {
int[] arr = new int[(int) ((maxLength + 1) * Math.random())];
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
arr[i] = (int) ((maxValue + 1) * Math.random());
}
return arr;
}
public static boolean isEqual(int[] arr1, int[] arr2) {
if ((arr1 == null && arr2 != null) || (arr1 != null && arr2 == null)) {
return false;
}
if (arr1 == null && arr2 == null) {
return true;
}
if (arr1.length != arr2.length) {
return false;
}
for (int i = 0; i < arr1.length; i++) {
if (arr1[i] != arr2[i]) {
return false;
}
}
return true;
}
public static void main(String[] args) {
int maxValue = 100;
int maxLength = 100;
int testNum = 100000;
for (int i = 0; i < testNum; i++) {
int[] arr = generateRandomArray(maxLength, maxValue);
int w = (int) (Math.random() * (arr.length + 1));
int[] ans1 = getMaxWindow(arr, w);
int[] ans2 = right(arr, w);
if (!isEqual(ans1, ans2)) {
System.out.println("w : " + w);
for (int num : arr) {
System.out.print(num + " ");
break;
}
}
}
}