力扣239-滑动窗口最大值

239. 滑动窗口最大值 - 力扣（LeetCode）

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： $1$

提示：

1 <= nums.length <= 105
-104 <= nums[i] <= 104
1 <= k <= nums.length

单调队列，右边进，左边出，同时记录/维护答案

首先，为了方便记录队首离开窗口，队列中记录的应为元素的下标

怎么维护单调性？如果队列的最后一个元素，在数组中对应的值不大于当前遍历到的数组元素的值，那么就一直将队列中的元素从队尾弹出，这样就确保了队列是单调递减的（更准确地说，是队列元素在数组中的对应位置的值是单调递减的），也就是说，滑动窗口的最大值对应的下标一定是队首。例如示例一中滑动窗口第二个位置，即窗口元素为 [3, -1, 3] 时，此时下一个元素是 5，那么遍历到 5 时，发现它一直比单调队列的最后一个元素对应的值要大，所以会清空单调队列，把 5 对应的下标 4 放入队列中。可以类比为，新来了一个战斗力更强且更年轻的员工，那么就要把过去的战斗力没那么强或者一样强但更老的员工优化掉，这就是"不大于"而非"小于"的原因

那如果这个最大值移出了滑动窗口怎么办？我们只需要在每次遍历的时候记录当前滑动窗口的左端点 left，比较 q[0] 和 left 的大小，如果 q[0] < left ，那么说明这个最大值移出了窗口，直接 popleft()，也就是说只有那个最大值移出了窗口，我们才会管滑动窗口左端点的元素是否移出，如果这个元素不是最大值，那么它移出与否并不需要关心

python 复制代码

class Solution:
    def maxSlidingWindow(self, nums: List[int], k: int) -> List[int]:
        ans = [0] * (len(nums) - k + 1)
        q = deque() # 队列

        for i, v in enumerate(nums):
            # 当队尾元素不大于新遍历到的元素的值（老员工不比新员工更强），就出队
            while q and nums[q[-1]] <= v:
                q.pop()
            q.append(i)

            # 考虑最老的员工被裁的问题，即左端点出窗口
            left = i - k + 1 # 滑动窗口的左端点
            if q[0] < left:
                # 如果实力最强的员工已经达到裁员年龄（移出滑动窗口），就弹出
                q.popleft()
            
            # 将此时滑动窗口的最大值记录到答案中
            if left >= 0:
                # 如果还没形成完整的、长为 k 的滑动窗口，就先不记录答案，这也是为什么一开始不能令 ans 为 [] 的原因
                ans[left] = nums[q[0]]

        return ans

input.txt:

复制代码

3 1 3 -1 -3 5 3 6 7

其中第一个元素表示 k，后面的元素均为 nums 元素

python 复制代码

from typing import List
from collections import deque

def maxSlidingWindow(nums: List[int], k: int) -> List[int]:
    ans = [0] * (len(nums) - k + 1)
    q = deque()

    for i, v in enumerate(nums):
        while q and nums[q[-1]] <= v:
            q.pop()
        q.append(i)

        left = i - k + 1
        if q[0] < left:
            q.popleft()
        if left >= 0:
            ans[left] = nums[q[0]]
    return ans

def main():
    with open("input.txt", "r") as f:
        data = f.read().split()
    k = int(data[0])
    nums = list(map(int, data[1:]))
    print(maxSlidingWindow(nums, k))

if __name__ == "__main__":
    main()