LeetCode 239. 滑动窗口最大值

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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]
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

示例 2:

输入: nums = [1], k = 1
输出: [1]

 

提示:

  • 1 <= nums.length <= 105
  • -104 <= nums[i] <= 104
  • 1 <= k <= nums.length

解法一:

可以使用优先队列来做,即最大堆,不过此时我们里面放一个 pair 对儿,由数字和其所在位置组成的,这样我们就可以知道每个数字的位置了,而不用再进行搜索了。在遍历每个数字时,进行 while 循环,假如优先队列中最大的数字此时不在窗口中了,就要移除,判断方法就是将队首元素的 pair 对儿中的 second(位置坐标)跟 i-k 对比,小于等于就移除。然后将当前数字和其位置组成 pair 对儿加入优先队列中。此时看若 i >= k-1,说明窗口大小正好是 k,就将最大值加入结果 res 中即可。

class Solution {
    fun maxSlidingWindow(nums: IntArray, k: Int): IntArray {
        val priorityQueue =
            PriorityQueue<Pair<Int, Int>>(Comparator<Pair<Int, Int>> { o1, o2 -> o2!!.first.compareTo(o1!!.first) })
        val result = mutableListOf<Int>()

        for (index in nums.indices) {
            while (priorityQueue.isNotEmpty() && priorityQueue.peek().second <= index - k) {
                priorityQueue.poll()
            }
            priorityQueue.offer(Pair(nums[index], index))
            if (index >= k - 1) {
                result.add(priorityQueue.peek().first)
            }
        }
        return result.toIntArray()
    }
}

解法二:

使用双向队列 deque 来解题,并提示我们窗口中只留下有用的值,没用的全移除掉。思路是用双向队列保存数字的下标,遍历整个数组,如果此时队列的首元素是 i-k 的话,表示此时窗口向右移了一步,则移除队首元素。然后比较队尾元素和将要进来的值,如果小的话就都移除。然后添加当前下标到队尾,最后如果此时下标 i >= k-1,我们把队首下标对应的元素加入结果中即可。

class Solution {
    fun maxSlidingWindow(nums: IntArray, k: Int): IntArray {
        val result = mutableListOf<Int>()
        val deque = ArrayDeque<Int>()
        for (i in nums.indices) {
            // 队列的首元素是 i-k 的话,表示此时窗口向右移了一步,则移除队首元素
            if (deque.isNotEmpty() && deque.first() == i - k) {
                deque.removeFirst()
            }
            // 比较队尾下标对应的元素值和将要进来的值,如果小的话就都移除
            while (deque.isNotEmpty() && nums[deque.last()] < nums[i]) {
                deque.removeLast()
            }
            deque.addLast(i)
            // 如果此时下标 i >= k-1,把队首下标对应的元素加入结果中
            if (i >= k - 1) {
                result.add(nums[deque.first()])
            }
        }
        return result.toIntArray()
    }
}
  • 时间复杂度: O(n)
  • 空间复杂度: O(k)