每日一练:LeeCode-239. 滑动窗口最大值(难)

本文是力扣LeeCode-239. 滑动窗口最大值 学习与理解过程,本文仅做学习之用,对本题感兴趣的小伙伴可以出门左拐LeeCode。

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 。
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]

这是笔者第一次做leeCode困难级别的题目,属实有被惊到,挣扎了许久,除了想到些暴力解法之外,没有啥更好的方法了。我在LeeCode上看到了废物也听歌 博主题解,对这道题才有了稍微的理解。今晚,我只是我知识的搬运工,瞻仰一下大佬的风采!!!

解题思路

  • 遍历数组 ,将 存放在双向队列 中,并用 L,R 来标记窗口的左边界和右边界
  • 队列中保存的并不是真的 数 ,而是该数值对应的数组下标位置 ,并且数组中的数要从大到小排序
  • 如果当前遍历的数比队尾的值大 ,则需要弹出队尾值 ,直到队列重新满足从大到小的要求
  • 刚开始遍历 时,L 和 R 都为 0 ,有一个形成窗口的过程 ,此过程没有最大值L 不动,R 向右移
  • 窗口大小形成 时,L 和 R 一起向右移每次移动 时,判断队首的值的数组下标是否在 [L,R] 中如果不在则需要弹出队首的值,当前窗口的最大值即为队首的数

示例

输入: nums = [1,3,-1,-3,5,3,6,7], 和 k = 3

输出: [3,3,5,5,6,7]

解释过程中队列中都是具体的值,方便理解,具体见代码。

初始状态:L=R=0,队列:{}

i=0,nums[0]=1。队列为空,直接加入。队列:{1}

i=1,nums[1]=3。队尾值为1,3>1,弹出队尾值,加入3。队列:{3}

i=2,nums[2]=-1。队尾值为3,-1<3,直接加入。队列:{3,-1}。此时窗口已经形成,L=0,R=2,result=[3]

i=3,nums[3]=-3。队尾值为-1,-3<-1,直接加入。队列:{3,-1,-3}。队首3对应的下标为1,L=1,R=3,有效。result=[3,3]

i=4,nums[4]=5。队尾值为-3,5>-3,依次弹出后加入。队列:{5}。此时L=2,R=4,有效。result=[3,3,5]

i=5,nums[5]=3。队尾值为5,3<5,直接加入。队列:{5,3}。此时L=3,R=5,有效。result=[3,3,5,5]

i=6,nums[6]=6。队尾值为3,6>3,依次弹出后加入。队列:{6}。此时L=4,R=6,有效。result=[3,3,5,5,6]

i=7,nums[7]=7。队尾值为6,7>6,弹出队尾值后加入。队列:{7}。此时L=5,R=7,有效。result=[3,3,5,5,6,7]

  • 通过示例发现 R=i,L=k-R。由于队列中的值是从大到小排序的,所以每次窗口变动时,只需要判断队首的值是否还在窗口中就行了。
  • 解释一下为什么队列中要存放数组下标的值而不是直接存储数值,因为要判断队首的值是否在窗口范围内,由数组下标取值很方便,而由值取数组下标不是很方便。
java 复制代码
class Solution {
    public int[] maxSlidingWindow(int[] nums, int k) {
        if(nums == null || nums.length < 2) return nums;
        // 双向队列 保存当前窗口最大值的数组位置 保证队列中数组位置的数值按从大到小排序
        LinkedList<Integer> queue = new LinkedList();
        // 结果数组
        int[] result = new int[nums.length-k+1];
        // 遍历nums数组
        for(int i = 0;i < nums.length;i++){
            // 保证从大到小 如果前面数小则需要依次弹出,直至满足要求
            while(!queue.isEmpty() && nums[queue.peekLast()] <= nums[i]){
                queue.pollLast();
            }
            // 添加当前值对应的数组下标
            queue.addLast(i);
            // 判断当前队列中队首的值是否有效
            if(queue.peek() <= i-k){
                queue.poll();   
            } 
            // 当窗口长度为k时 保存当前窗口中最大值
            if(i+1 >= k){
                result[i+1-k] = nums[queue.peek()];
            }
        }
        return result;
    }
}

大家有更好的方法,请不吝赐教。

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