小白如何如何理解滑动窗口最大值问题python

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题目描述

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。

举例：

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

思路

很容易想到暴力求解，遍历数据 $i:i+k$ 取出max最大值即可，但是这种做法容易暴力超时，因此引出了自DIY的队列,主要关注的是什么时候弹出，什么时候加入队列

什么时候弹出元素

1.当遍历个数大于k的时候，弹出queue左侧==nums $i-k$

2.当队列最右侧元素小于nums $i$ ,弹出右侧元素，因为他不可能是最大值了，队列内最多只有k个值，所以遍历到的这个元素才能成为最大值

什么时候加入元素

没遍历一次长度大于k的时候就加元素

代码示例和解释

python 复制代码

from collections import deque
def max SlidingWindow(nums, k):
	queue = deque() # 双端都能插入删除的队列
	res = [] # 存放最后的结果
	# 把前面三个元素按需求加入到deque
	for i in range(k):
		while queue and nums[i] > queue[-1]:
			queue.pop() # 弹出右边的元素，不可能成为最大值
		deque.append(nums[i])
	# 从k开始遍历后面的每个元素
	for i in range(k, len(nums)):
		# 只有遍历到的元素queue[0]等于nums[i-k]才需要弹出元素
		if queue and queue[0] == nums[i-k]:
			queue.popleft()
		while queue and queue[-1] < nums[i]:
			queue.pop()
		queue.append(nums[i])
		res.append(queue[0]) # 加入最大值
	return res

* $注意点$ ：queue内部的元素个数一定是小于等于k的，比如k = 3的时候，因为遍历到长度第4个元素，如果queue首元素和nums $i-k$ 元素相等就会有pop操作，即使不相等，其他需要pop（）的元素也会被push的过程弹出，所以queue的长度始终不可能大于k