双端队列

滑动窗口内最大数

题目来源

LeetCode 239. Sliding Window Maximum

精简解题

方法一

1. 构建大顶堆，大小为窗口大小k
2. 窗口内数据入堆，返回最大值
3. 窗口移动，提测内部移除数据，加入新入窗口数据，返回堆顶最大值
4. 循环以上步骤，直到结束

// idx -> 2*idx+1, 2*idx+2
// (idx-1)/2 -> idx
func heappush(w []int, val int) []int {
	var idx, idxN int = len(w), 0
	w = append(w, val)
	for idx > 0 {
		idxN = (idx-1)/2
		if w[idxN] < w[idx] {
			w[idx], w[idxN] = w[idxN], w[idx]
		} else {
			break
		}
		idx = idxN
	}
	return w
}

func heappop(w []int) ([]int, int) {
	var idx, idxN int = 0, 0
	val := w[0]
	w[0] = w[len(w)-1]
	w = w[:len(w)-1]
	for idx < len(w) {
		idxN1, idxN2 := 2*idx+1, 2*idx+2
		if idxN1>=len(w) || w[idxN1]<w[idx] {
			idxN1 = 0
		}
		if idxN2>=len(w) || w[idxN2]<w[idx] {
			idxN2 = 0
		}
		if idxN1>0 && idxN2>0 {
			if w[idxN1]>w[idxN2] {
				idxN = idxN1
			} else {
				idxN = idxN2
			}
		} else if idxN1>0 {
			idxN = idxN1
		} else if idxN2>0 {
			idxN = idxN2
		} else {
			break
		}
		w[idx], w[idxN] = w[idxN], w[idx]
		idx = idxN
	}
	return w, val
}

func maxSlidingWindow(nums []int, k int) []int {
	if k==0 {
		return []int{}
	}
	var window []int = make([]int, 0, k)
	var dels []int = make([]int, 0)
	var ans []int = make([]int, 0, len(nums)-k+1)
	for i:=0; i<k; i++ {
		window = heappush(window, nums[i])
	}
	ans = append(ans, window[0])
	for i:=k; i<len(nums); i++ {
		window = heappush(window, nums[i])
		dels = heappush(dels, nums[i-k])
		for len(dels)>0 && dels[0]==window[0] {
			window,_ = heappop(window)
			dels,_ = heappop(dels)
		}
		ans = append(ans, window[0])
	}
	return ans
}

方法二

1. 构建双端队列
2. 保持队列大小不超过窗口，以及最大值在出端
3. 读取新数据，入端操作，和之前的进入的数据比较，之前的数据小则剔除，直到比它大则停止，最大值还在出端
4. 循环上面步骤，直到结束

func maxSlidingWindow(nums []int, k int) []int {
  //返回值
  result := make([]int, 0, len(nums)-k)
  //滑动窗口
	window := make([]int, 0)

	for i := 0; i < len(nums); i++ {
    //双端队列的大小超过窗口大小k，则丢弃最早的值
		if len(window) > 0 && window[0] <= i-k {
			window = window[1:]
    }
    //新加入的值和之前加入的值比较,没有新值大的则出去
		for len(window) > 0 && nums[window[len(window)-1]] < nums[i] {
			window = window[:len(window)-1]
    }
    //双端队列，入口增加数据
    window = append(window, i)
    //开始存入最大值
		if i >= k-1 {
			result = append(result, nums[window[0]])
		}
	}
	return result
}