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  • Acwing 154 滑动窗口(单调队列)经典模板

    给定一个大小为n106n≤106的数组。

    有一个大小为k的滑动窗口,它从数组的最左边移动到最右边。

    您只能在窗口中看到k个数字。

    每次滑动窗口向右移动一个位置。

    以下是一个例子:

    该数组为[1 3 -1 -3 5 3 6 7],k为3。

    窗口位置最小值最大值
    [1 3 -1] -3 5 3 6 7 -1 3
    1 [3 -1 -3] 5 3 6 7 -3 3
    1 3 [-1 -3 5] 3 6 7 -3 5
    1 3 -1 [-3 5 3] 6 7 -3 5
    1 3 -1 -3 [5 3 6] 7 3 6
    1 3 -1 -3 5 [3 6 7] 3 7

    您的任务是确定滑动窗口位于每个位置时,窗口中的最大值和最小值。

    输入格式

    输入包含两行。

    第一行包含两个整数n和k,分别代表数组长度和滑动窗口的长度。

    第二行有n个整数,代表数组的具体数值。

    同行数据之间用空格隔开。

    输出格式

    输出包含两个。

    第一行输出,从左至右,每个位置滑动窗口中的最小值。

    第二行输出,从左至右,每个位置滑动窗口中的最大值。

    输入样例:

    8 3
    1 3 -1 -3 5 3 6 7
    

    输出样例:

    -1 -3 -3 -3 3 3
    3 3 5 5 6 7

    这题我们可以使用数组模拟队列来进行求解,每次对queue维护,我们对这串数从左到右遍历,想象一个长度为k的窗口在上面不断的向右滑动~

    而在这个窗口中(以最小值为例),我们每次入队一个数,如果有Ai>Aj && i<j,那么我们永远都不可能用到Ai,就将Ai出队(即弹出Aj前面所有比Aj大的数),那么我们所得的queue就是一个严格单调递增的队列,每次输出队首即可

    我个人认为这段代码最难理解的是:当窗口划过时,如何去更新queue,可以这样理解,queue中的首项永远是我们窗口里面最小值的位置,如果我们遍历i的时候找到了比queue首项位置上更小的数,就将这个数的位置,更新成queue的首项,否则就一直在queue的队尾加数,而当我当前遍历到的位置i,i-k+1>q[hh],也就是说在极限情况时,q[hh]是窗口左边框,i是窗口的右边框,就需要将h++来维护队列.

    具体操作:

     1 3 -1 -3 5 3  6 7

    第一步:将 1 入队,hh=0,q[0]=0;

    第二步:1<3,将 3 入队, hh=0 ,q[0]=0,q[1]=1;

    第三步:3>-1, 前面的数都出队,将 -1 入队, hh=0, q[0]=2, 输出a[2]=-1;

    第四步:-1>-3, 前面的数都出队, 将-3入队,hh=0, q[0]=3, 输出a[3]=-3;

    第五步:-3<5, 将 5 入队, hh=0, q[0]=3,q[1]=4, 输出a[3]=-3;

    第六步:5>3, 将5出队, 3入队,hh=0, q[0]=3, q[1]=5, 输出a[3]=-3;

    第七步:3<6,将6入队,此时i-k+1=4,hh++,hh=1,q[1]=5,q[2]=6, 输出a[5]=3;

    第八步:6<7,将7入队, hh=1,hh=1,q[1]=5,q[2]=6,输出3;

    #include <iostream>
    #include <cstdio>
    #include <cstring>
    #include <string.h>
    #include <math.h>
    #include <algorithm>
    #include <stack>
    #include <queue>
    #include <vector>
    #include <map>
    #include <set>
    #define ll long long
    const int N=1e6+10;
    using namespace std;
    typedef pair<int,int>PII;
    
    int n,k;
    int a[N],q[N];
    
    int main(){
     ios::sync_with_stdio(false);
     cin>>n>>k;
     for(int i=0;i<n;i++)  cin>>a[i];
     int hh=0,tt=-1;
    for(int i=0;i<n;i++){
      //判断队头是否已经划出窗口
      if(hh<=tt && i-k+1>q[hh]) hh++;
       while(hh<=tt && a[q[tt]]>=a[i]) tt--;
       q[++tt]=i;
       if(i>=k-1)  cout<<a[q[hh]]<<' ';
    }
      return 0;
    }
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