1. 滑动窗口最大值

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class MyQueue {
    Deque<Integer> deque = new LinkedList<>();

    //弹出元素时，比较当前要弹出的数值是否等于队列出口的数值，如果相等则弹出
    //同时判断队列当前是否为空
    void poll(int val) {
        if (!deque.isEmpty() && val == deque.peek()) {
            //获取并移除此双端队列所表示的队列的头部
            deque.poll();
        }
    }

    //添加元素时，如果要添加的元素大于入口处的元素，就将入口元素弹出
    //保证队列元素单调递减
    //比如此时队列元素3,1，2将要入队，比1大，所以1弹出，此时队列：3,2
    void add(int val) {
        while (!deque.isEmpty() && val > deque.getLast()) {
            deque.removeLast();
        }
        //将指定元素插入此双端队列的尾部
        deque.add(val);
    }

    //队列队顶元素始终为最大值
    int peek() {
        //获取，但不移除此双端队列所表示的队列的头部
        return deque.peek();
    }
}

class Solution {
    public int[] maxSlidingWindow(int[] nums, int k) {
        //特殊情况的处理
        if (nums.length == 1) {
            return nums;
        }
        int len = nums.length - k + 1;
        //存放结果元素的数组
        int[] res = new int[len];
        int num = 0;
        //自定义队列
        MyQueue myQueue = new MyQueue();
        //先将前k的元素放入队列
        for (int i = 0; i < k; i++) {
            myQueue.add(nums[i]);
        }
        res[num++] = myQueue.peek();
        for (int i = k; i < nums.length; i++) {
            //滑动窗口移除最前面的元素，移除是判断该元素是否放入队列
            myQueue.poll(nums[i - k]);
            //滑动窗口加入最后面的元素
            myQueue.add(nums[i]);
            //记录对应的最大值
            res[num++] = myQueue.peek();
        }
        return res;
    }
}

2. 前 K 个高频元素

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//基于小顶堆实现
public int[] topKFrequent(int[] nums, int k) {
    Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();//key为数组元素值,val为对应出现次数
    for (int num : nums) {
        map.put(num, map.getOrDefault(num, 0) + 1);
    }
    //在优先队列中存储二元组(num,cnt),cnt表示元素值num在数组中的出现次数
    //出现次数按从队头到队尾的顺序是从小到大排,出现次数最低的在队头(相当于小顶堆)
    PriorityQueue<int[]> pq = new PriorityQueue<>((pair1, pair2) -> pair1[1] - pair2[1]);
    for (Map.Entry<Integer, Integer> entry : map.entrySet()) {//小顶堆只需要维持k个元素有序
        if (pq.size() < k) {//小顶堆元素个数小于k个时直接加
            pq.add(new int[]{entry.getKey(), entry.getValue()});
        } else {
            if (entry.getValue() > pq.peek()[1]) {//当前元素出现次数大于小顶堆的根结点(这k个元素中出现次数最少的那个)
                pq.poll();//弹出队头(小顶堆的根结点),即把堆里出现次数最少的那个删除,留下的就是出现次数多的了
                pq.add(new int[]{entry.getKey(), entry.getValue()});
            }
        }
    }
    int[] ans = new int[k];
    for (int i = k - 1; i >= 0; i--) {//依次弹出小顶堆,先弹出的是堆的根,出现次数少,后面弹出的出现次数多
        ans[i] = pq.poll()[0];
    }
    return ans;
}