【单调队列】滑动窗口的最大值

独自破碎E2026-01-16 8:19

求解代码

java 复制代码

class MonotonicQueue {
        LinkedList<Integer> queue = new LinkedList<>();
        public void push(int n){
            while(!queue.isEmpty()&&queue.getLast()<n){
                queue.pollLast();
            }
            queue.addLast(n);
        }

        public void pop(int n){
            if(n==queue.getFirst()){
                queue.pollFirst();
            }
        }

        public int max(){
            return queue.getFirst();
        }

    }
    public ArrayList<Integer> maxInWindows (int[] num, int size) {

        MonotonicQueue window = new MonotonicQueue();

        ArrayList<Integer> res = new ArrayList<>();        
        if(num==null||size<=0||num.length==0||size>num.length){
            return res;
        }


        for(int i=0;i<num.length;i++){
            if(i<size-1){
                window.push(num[i]);
            }else{
                window.push(num[i]);
                res.add(window.max());
                window.pop(num[i-size+1]);
            }
        }
        return res;
    }

小贴士

1.构建一个特殊的【单调队列】来充当不断滑动的窗口：

这个单调队列的队首记录了滑动过程中的最大值（对应max方法），从队首到队尾 的元素值大小是单调递减的；

当队列为空或者尾部的元素（getLast）小于要入队的元素时，将该尾部元素弹出（pollLast）,元素是从队列尾部入队的（addLast）。

当滑动窗口需要移除的元素等于队列头部（当前最大值）时，将队首元素弹出（pollFirst）；

2.解释一下这个i-size+1

对于长度固定为size的滑动窗口，当窗口还没填满时，不考虑计算最大值和移除元素，直到把前size-1个元素填满；

从第size个元素开始（对应就是下标size-1），窗口正式填满，此时，依次完成把当前元素加入窗口，将窗口的最大值记录到res中，再把窗口最左侧的元素移除，为下一步滑动腾出一个位置。

那窗口最左侧元素的下标是什么呢？

因为当前元素是num[i]，所以此时的窗口的右边界是i，又因为窗口的大小固定为size，所以，窗口的左边界就是i-size+1，这也就是我们要移除的窗口最左侧元素的下标。