使用单调队列求滑动窗口最大值

油爆酥葱2024-06-27 7:00

单调队列：队列元素之间的关系具有单调性（从队首到队尾单调递增/递减），队首与队尾进行插入与删除操作，使队列保持单调递增/递减，由双端队列deque实现。

通过例题对单调队列进行分析掌握：

使用单调队列解决上述问题，基本思路：

1.创建一个单调队列，遍历nums数组生成不同的滑动窗口。

2.首先判断滑动窗口中的元素是否满足单调递减的特性，如果不满足，则反复删除队首元素，直到满足单调递减特性，此时使用peekFirst()方法获取队首即队列中的最大值。

3.再创建一个结果数组，将每个窗口中的最大值（每个队列中的第一个元素）依次添加到结果数组中。

4.每次滑动窗口前需将队列中第一个元素与窗口第一个元素进行比较，如果相等则使用pollFirst()方法将队列中第一个元素删除，确保窗口中元素的数量不变。

5.每次滑动窗口需添加nums数组中下一个元素到队列中。

代码如下：

java 复制代码

class Solution {
    public int[] maxSlidingWindow(int[] nums, int k) {

        //创建队列
        Deque<Integer> deque = new LinkedList();
        //创建结果数组
        int[] result = new int[nums.length-k+1];
        //nums数组循环
        for(int j=0,i=1-k;j<nums.length;i++,j++){
            //删除deque中对应的nums[i-1]（滑动窗口时将窗口第一个元素删除）
            if(i>0 && deque.peekFirst() == nums[i-1]){  //i=2
                deque.pollFirst();
            }
            //判断队列不为空，并且当数组下一个元素大于队尾（最小值）时，循环删除队尾元素，直到队列单调递减
            while(!deque.isEmpty() && nums[j] > deque.peekLast()){
                deque.pollLast();
            }
            //将数组下一个元素添加到队尾
            deque.addLast(nums[j]);
            //每一次滑动窗口，将队列中的队首元素（最大值）添加到结果数组
            if(i >= 0){
                result[i] = deque.peekFirst();
            }
        }
        return result;
    }
}