leetcode 239. 滑动窗口最大值

题目描述

给定一个数组 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 k 内的数字。滑动窗口每次只向右移动一位。
返回滑动窗口最大值。
相关话题: 堆、Sliding Window    难度: 困难

示例

leetcode 239. 滑动窗口最大值_第1张图片

注意:
你可以假设 k 总是有效的,1 ≤ k ≤ 输入数组的大小,且输入数组不为空。
进阶:
你能在线性时间复杂度内解决此题吗?
直观思路:

  • 首先,最直观的思路是遍历数组,每k个数,遍历k个数找到最大值,然后添加到结果数组中。时间复杂度

滑动窗口:
为了满足题目要求的线性时间复杂度,我们通过利用双向链表设计一种遍历规则。

  • 首先定义一个双向链表(滑动窗口记录数组的下标),模拟滑动窗口,窗口内的元素从左到右的大小关系为大->小,数据会从窗口的右边进入
  • 当一个元素来临,如果该元素大于或等于滑动窗口的最右元素,则将最右元素弹出,依次直到最右元素大于该元素滑动窗口为空,然后将该元素压入滑动窗口
  • 然后,检查最左边元素是否符合要求(是否过期),如果过期,则将其弹出
  • 将当前窗口(已形成窗口)的最左元素(最大元素)添加到结果数组中

例子

假设给定数组,nums = [1,3,-1,-3,-5,3,6,7], 和 k = 3


leetcode 239. 滑动窗口最大值_第2张图片
  • 遍历数组,


    leetcode 239. 滑动窗口最大值_第3张图片

如上图,1来临,此时滑动窗口为空,直接压入;3来临,此时滑动窗口最右端为0(对应的值为1),显然3 > 1,那么将滑动窗口最右端元素弹出,将3对应的下标1压入;-3来临,-3 < -1,直接压入滑动窗口。

  • 当前元素下标 - 滑动窗口最左元素 == k,也就是最左元素过期了,它并不属于当前窗口的元素,则需要把它清除掉,例如-5来临后,将它压入到滑动窗口,此时3显然不属于蓝色窗口内的元素,所以需要将其清除。
  • 当开始形成窗口,也就是遍历到数组下标2,遍历了k个元素,则开始每遍历一个元素,记录窗口的最大值(最左元素)
class Solution {
    public int[] maxSlidingWindow(int[] nums, int k) {
        if(nums.length == 0) return nums;
        LinkedList window = new LinkedList();
        int[] res = new int[nums.length - k + 1];
        int index = 0;
        for(int i = 0;i < nums.length;i++){
            //弹出不符合规则的元素
            while(!window.isEmpty() && 
                  nums[i] >= nums[window.peekLast()]){
                window.pollLast();
            }
            window.addLast(i);
            //清除过期元素
            if(i - window.peekFirst() == k){
                window.pollFirst();
            }
            if(i >= k - 1){
               res[index++]  = nums[window.peekFirst()];
            }
        }
        return res;
    }
}

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