LeetCode 239. Sliding Window Maximum

Problem

LeetCode 239. Sliding Window Maximum

1. 题目简述

给出一个数组arr和数字k，找出以k为大小的sliding window。例如：

Input: nums = [1,3,-1,-3,5,3,6,7], k = 3
Output: [3,3,5,5,6,7]
Explanation: 
Window position                Max
---------------               -----
[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

2. 算法思路

monotonous queue（单调队列）

这是单调队列，经典的数据结构之一，算法模板及思路参考：算法模板

// 解法一：使用Deque
class Solution {
    public int[] maxSlidingWindow(int[] nums, int k) {
        // 其实就是单调队列的思想，要用到deque。其核心思想在于，当一个较大的数存在于当前的窗口的时候，在它前面的数字如果比它小，那么都不可能是结果。详情见yxc大佬的课程及笔记。
        Deque<Integer> deque = new LinkedList();
        int n = nums.length;
        int[] res = new int[n - k + 1];
        
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            // 如果当前队列里面存的数字过多，则将最前面的数字弹出，其实就是边界情况，当window里面数字全部都是降序的时候。
            if (!deque.isEmpty() && i - k + 1 > deque.peekFirst()) {
                deque.pollFirst();
            }
            // 将队尾的所有比当前元素小的全部pop出去，因为它们不可能为解。注意，是队尾！！！不是队首！！！而且要注意有等于的情况！！！
            while (!deque.isEmpty() && nums[deque.peekLast()] <= nums[i]) {
                deque.pollLast();
            } 
            deque.offerLast(i);
            if (i >= k - 1) {
                res[i - k + 1] = nums[deque.peekFirst()];
            }
        }
        
        return res;
    }
}

class Solution {
    // 这里用数组来模拟双端队列，q就是这个队列，里面存的也是index
    int N = 100010, hh = 0, tt = -1;
    int[] q = new int[N];
    
    public int[] maxSlidingWindow(int[] nums, int k) {
        int[] res = new int[nums.length - k + 1];
        
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            // 
            if (hh <= tt && i - k + 1 > q[hh]) hh++;
            while (hh <= tt && nums[q[tt]] <= nums[i]) tt--;
            
            q[++tt] = i;
            
            if (i >= k - 1) {
                res[i - k + 1] = nums[q[hh]];
            }
        }
        
        return res;
    }
}