[LeetCode in Python] 239 (H) sliding window maximum 滑动窗口最大值

题目

https://leetcode-cn.com/problems/sliding-window-maximum/

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。

进阶：

你能在线性时间复杂度内解决此题吗？

示例:

输入: nums = [1,3,-1,-3,5,3,6,7], 和 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

提示：

1 <= nums.length <= 10^5
-10^4 <= nums[i] <= 10^4
1 <= k <= nums.length

解题思路

• 单调队列：队列中元素从头到尾是单调下降的。
• 在追加新元素时需从尾向头遍历，将小于新元素的都出队，由此维持队列的单调性。
• 扫描输入的数组时，当窗口满了，就要开始检查窗口左边缘是否是单调队列的最大值，如果是，需要将其出队。

代码

class MonotonicQueue(object):
    def __init__(self):
        self._q = collections.deque()

    def push(self, e):
        # - pop all elements if < e
        while self._q and self._q[-1] < e:
            self._q.pop()

        self._q.append(e)

    def pop(self):
        # - pop the max element
        return self._q.popleft()

    def get_max(self):
        return self._q[0]

class Solution:
    def maxSlidingWindow(self, nums: List[int], k: int) -> List[int]:
        res = []
        mq = MonotonicQueue()
        for i,n in enumerate(nums):
            mq.push(n)

            # - if window is full
            if i >= k-1:
                res.append(mq.get_max())

                # - if left edge of window is the max value
                if nums[i-k+1] == mq.get_max():
                    mq.pop()
                    
        return res