剑指offer-64-滑动窗口的最大值(双端队列) -- Java实现

题目

给定一个数组和滑动窗口的大小，找出所有滑动窗口里数值的最大值。例如，如果输入数组{2,3,4,2,6,2,5,1}及滑动窗口的大小3，那么一共存在6个滑动窗口，他们的最大值分别为{4,4,6,6,6,5}； 针对数组{2,3,4,2,6,2,5,1}的滑动窗口有以下6个： {[2,3,4],2,6,2,5,1}， {2,[3,4,2],6,2,5,1}， {2,3,[4,2,6],2,5,1}， {2,3,4,[2,6,2],5,1}， {2,3,4,2,[6,2,5],1}， {2,3,4,2,6,[2,5,1]}。

分析

思路一：

双端队列：既可以从头部进出也可以从尾部进出。

使用双端队列头部存储最大值的下标，使用尾部存储候选最大值的下标。
在存入下标前，首先判断该下标对应的值是否大于队列尾部的候选值，如果大于就删除尾部，即将该值变为了候选最大值。
如果队列头部的数字已经滑出了窗口，则滑出数字也需从队列头部删除掉。

时间复杂度：O(N)
空间复杂度：O(N)

代码：

import java.util.*;
public class Solution {
    public ArrayList<Integer> maxInWindows(int [] num, int size)
    {
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
        Deque<Integer> deque = new LinkedList<Integer>();
        
        //判断异常输入情况
        if(num==null||size<=0||size>num.length) return list;
        
        //开始滑动窗口
        for(int i=0;i<num.length;i++){
            //如果当前遍历到的数大于双端队列的末尾值（候选窗口最大值），
            //就去除掉队列的末尾值。
            while(!deque.isEmpty()&&num[i]>=num[deque.peekLast()]){
                deque.removeLast();
            }
            //若当前滑动窗口已滑出，则去掉队列首端的最大值
            if(!deque.isEmpty()&&i-deque.peekFirst()>=size){
                deque.removeFirst();
            }
            deque.addLast(i);
            //滑动索引大于size开始，每滑动一次就添加一次当前窗口极大值
            if(i>=size-1){
                list.add(num[deque.peekFirst()]);
            }
        }
        return list;
    }
}