LeetCode热题100--239. 滑动窗口最大值--困难

题目

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。

示例 1：

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： $1$

题解

java 复制代码

class Solution {
    public int[] maxSlidingWindow(int[] nums, int k) {
        if(nums.length == 0 || k == 0) return new int[0];
        Deque<Integer> deque = new LinkedList<>();
        int[] res = new int[nums.length - k + 1];
        // 未形成窗口
        for(int i = 0; i < k; i++) {
            while(!deque.isEmpty() && deque.peekLast() < nums[i])
                deque.removeLast();
            deque.addLast(nums[i]);
        }
        res[0] = deque.peekFirst();
        // 形成窗口后
        for(int i = k; i < nums.length; i++) {
            if(deque.peekFirst() == nums[i - k])
                deque.removeFirst();
            while(!deque.isEmpty() && deque.peekLast() < nums[i])
                deque.removeLast();
            deque.addLast(nums[i]);
            res[i - k + 1] = deque.peekFirst();
        }
        return res;
    }
}

解析

出自：239. 滑动窗口最大值（单调队列，清晰图解）

java 复制代码

class Solution {
    public int[] maxSlidingWindow(int[] nums, int k) {
        // 边界情况：如果数组为空或窗口大小为0，返回空数组
        if (nums.length == 0 || k == 0) return new int[0];

        // 双端队列：存储的是数组元素的值（注意：有些实现存下标，这里是存值）
        // 队列保持单调递减（队首是当前窗口最大值）
        Deque<Integer> deque = new LinkedList<>();

        // 结果数组长度 = nums.length - k + 1
        int[] res = new int[nums.length - k + 1];

        // ========== 第一阶段：填充第一个窗口（索引 0 到 k-1）==========
        for (int i = 0; i < k; i++) {
            // 维护队列单调递减：从队尾开始，移除所有小于当前 nums[i] 的元素
            // 因为它们不可能成为最大值（nums[i] 更大且更晚出窗口）
            while (!deque.isEmpty() && deque.peekLast() < nums[i])
                deque.removeLast();

            // 将当前元素加入队尾
            deque.addLast(nums[i]);
        }
        // 第一个窗口的最大值就是队首
        res[0] = deque.peekFirst();

        // ========== 第二阶段：窗口滑动（i 从 k 到 nums.length - 1）==========
        for (int i = k; i < nums.length; i++) {
            // 如果队首元素等于即将滑出窗口的元素（nums[i - k]），则移除它
            // 因为它不再属于当前窗口 [i-k+1, i]
            if (deque.peekFirst() == nums[i - k])
                deque.removeFirst();

            // 同样维护单调递减：移除队尾所有小于当前 nums[i] 的元素
            while (!deque.isEmpty() && deque.peekLast() < nums[i])
                deque.removeLast();

            // 将当前元素加入队尾
            deque.addLast(nums[i]);

            // 当前窗口 [i-k+1, i] 的最大值是队首
            res[i - k + 1] = deque.peekFirst();
        }

        // 返回结果数组
        return res;
    }
}