11_滑动窗口最大值

滑动窗口最大值

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

【思路】

需要设计单调队列，维护元素配合窗口进行滑动。

设计单调队列的时候，pop和push操作要保持如下规则：

1.pop(value)：如果窗口移除的元素value等于单调队列的出口元素，那么队列弹出元素，否则不用任何操作

2.push(value)：如push的元素value大于入口元素的值，那么就将队列入口的元素弹出，直到push元素的数值小于等于队列入口元素的数值为止

保持如上规则，每次窗口移动的时候，只要访问queue.front()就可以返回当前窗口的最大值。

// 滑动窗口的最大值
//解法一
//自定义数组
class MyQueue {
    Deque<Integer> deque = new LinkedList<>();
    // 弹出元素时，比较当前要弹出的数值是否等于队列出口的数值，如果相等则弹出
    // 同时要判断队列当前是否为空
    void poll(int val) {
        if (!deque.isEmpty() && val == deque.peek()) {
            deque.poll();
        }
    }

    // 添加元素时，如果要添加的元素大于入口处的元素，就将入口元素弹出
    // 保证队列元素单调递减
    // 比如此时队列元素3,1, 2将要入队，比1大，所以1弹出，此时队列:3,2
    void add(int val) {
        while (!deque.isEmpty() && val > deque.getLast()) {
            deque.removeLast();
        }
        deque.add(val);
    }
    // 队列对顶元素始终为最大值
    int peek() {
        return deque.peek();
    }
}

public class MaxSlidingWindow {
    public int[] maxSlidingWindow(int[] nums, int k) {
        if (nums.length == 1) {
            return nums;
        }
        // 最终返回的窗口最大值的长度
        int len = nums.length - k + 1;
        // 存放结果元素的数组
        int[] res = new int[len];
        int num = 0;
        // 自定义队列
        MyQueue myQueue = new MyQueue();
        // 先将前k的元素放入队列
        for (int i = 0; i < k; i++) {
            myQueue.add(nums[i]);
        }
        res[num++] = myQueue.peek();
        for (int i = k; i < nums.length; i++) {
            // 滑动窗口移除最前面的元素，移除是判断该元素是够放入队列
            myQueue.poll(nums[i - k]);
            // 滑动窗口加入最后面的元素
            myQueue.add(nums[i]);
            // 记录对应的最大值
            res[num++] = myQueue.peek();
        }
        return res;
    }
}