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  • 滑动窗口中最大值

      【要求】有一个整型数组 arr 和一个大小为 w 的窗口从数组的最左边滑到最右边,窗口每次向右边滑一个位置。 返回一个长度为n-w+1的数组res,res[i]表示每一种窗口状态下的最大值。 以数组为[4,3,5,4,3,3,6,7],w=3为例。因为第一个窗口[4,3,5]的最大值为5,第二个窗口[3,5,4]的最大值为5,第三个窗口[5,4,3]的最大值为5。第四个窗口[4,3,3]的最大值为4。第五个窗口[3,3,6]的最大值为6。第六个窗口[3,6,7]的最大值为7。所以最终返回[5,5,5,4,6,7]。给定整形数组arr及它的大小n,同时给定w,请返回res数组。保证w小于等于n,同时保证数组大小小于等于500。测试样例:[4,3,5,4,3,3,6,7],8,3,返回:[5,5,5,4,6,7]。简述来说就是在滑动窗口滑动的过程中,求滑动窗口里的最大值。

      【思路】比较合适的方式是采用双端队列来充当这个滑动窗口的作用。如果采用普通的解法,我们需要每次向滑动窗口加数据后,去搜索选择最大的值,这样的时间复杂度为O(N*W),如果采取双端队列,可以达到时间复杂度为O(N)。简单来说我们用一个双端队列ArrayDeque来充当这个滑动窗口,并且队列的队首记录着当前窗口的最大值的索引。下面是双端队列的进入规则:

      1.如果queue为空,则当前索引直接进入队列。

      2.如果queue的末尾的值j对应的数arr[j]>arr[i],则也将i放进队尾。

      3.如果上述都不成立,则说明此时队尾的j对应的arr[j]<=arr[i],则需要弹出j,因此弹出队尾元素,然后重复上述过程。

      队列的出规则:

      1.如果当前队首(即表示着窗口期内的最大值)j,已经等于i-w,则说明该窗口的第一个元素已经过期脱离窗口了,应该出队列,则队首元素出队列。

      最大值:满足窗口期成立,也就是当i已经等于或超过窗口值时,队列的首元素对应arr[j]是当前窗口期的最大值,可以根据该值找到arr[j]并放入最大值数组中。

      整个过程如果掌握规则后还是很容易实现,所以关键是利用到了双端队列。

      【code】

     1     public static int[] slide(int[] arr, int n, int w) {
     2             // write code here
     3         ArrayDeque<Integer> queue =new ArrayDeque<Integer>();
     4         int[] result=new int[n-w+1];
     5         int j=0;
     6         for(int i=0;i<n;i++){
     7             if(queue.isEmpty()){  //队列为空
     8                 queue.offerLast(i);
     9             }
    10             else if(arr[queue.peekLast()]>arr[i]){
    11                 queue.offerLast(i);  //队列的尾部元素对应值大于当前值
    12             }  //上述可以合为一个判断
    13             else{
    14                 queue.pollLast();
    15                 i--;  //否则弹出队尾元素重复上述过程,实际目的是为当前元素找到它正确顺序的窗口内的位置
    16                 continue;
    17             }
    18             if(queue.peekFirst()==i-w){
    19                 queue.pollFirst();  //判断是否窗口首位置过期
    20             }
    21             if(i>=w-1){  
    22                 result[j++]=arr[queue.peekFirst()];  //放入结果数组
    23             }
    24         }
    25         return result;
    26     }

      实现比较特殊的是利用了双端队列ArrayDeque,相对于基本的Queue来说,它的基本操作可以分为

      进入:offerLast(),offerFirst();

      出队:pollLast(),pollFirst();

      队首:peekFirst()

      队尾:peekLast()

      

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/jeyfang/p/5495598.html
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