python每日一题——11滑动窗口最大值

题目

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]

示例 2：
输入：nums = [1], k = 1
输出：[1]

答案

题目要求我们实现一个函数，该函数接受一个整数数组 nums 和一个整数 k，其中 k 是滑动窗口的大小。函数会返回一个数组，该数组包含滑动窗口在遍历 nums 数组过程中每个位置的最大值。

我们可以使用双端队列（deque）来解决这个问题。双端队列可以从两端添加和删除元素。我们可以维护一个双端队列，该队列中存储的是滑动窗口中的最小值。队列的头部元素始终是当前滑动窗口的最小值。当滑动窗口向右移动时，我们将新的元素添加到队列的尾部，并删除队列头部的元素（如果它不再在滑动窗口中）。这样，队列头部的元素始终是当前滑动窗口的最大值。

下面是一个实现这个算法的 Python 代码：

from collections import deque

def max_in_sliding_window(nums, k):
    # 初始化结果数组和双端队列
    res = []
    dq = deque()

    # 遍历整个数组
    for i in range(len(nums)):
        # 如果队列中的第一个元素不再在滑动窗口中，将其移出队列
        if i - k + 1 >= 0 and nums[i - k + 1] in dq:
            dq.remove(nums[i - k + 1])
        
        # 如果队列为空，将当前元素添加到队列中
        if not dq:
            dq.append(nums[i])
        else:
            # 如果当前元素大于队列中的所有元素，将队列中的所有元素替换为当前元素
            while dq and nums[i] > dq[0]:
                dq.popleft()
            dq.append(nums[i])
        
        # 如果当前位置超过了滑动窗口的大小，将队列中的第一个元素移出队列
        if i >= k - 1:
            res.append(dq[0])
    return res

在这个代码中，我们首先从 collections 模块导入 deque 类。然后，我们定义了一个名为 max_in_sliding_window 的函数，该函数接受一个整数数组 nums 和一个整数 k 作为参数。我们首先初始化一个空的双端队列 dq 和一个空的结果数组 res。然后，我们遍历整个 nums 数组。在每个位置，我们首先检查队列中的第一个元素是否仍然在滑动窗口中。如果不在，我们将其从队列中移出。然后，我们将当前元素与队列中的元素进行比较。如果当前元素比队列中的所有元素都大，我们将队列中的所有元素替换为当前元素。最后，我们将当前位置的元素添加到结果数组中，如果当前位置超过了滑动窗口的大小。