关于数据结构与算法:每日leetcode239-滑动窗口最大值

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题目

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挪动到数组的最右侧。你只能够看到在滑动窗口内的 k 个数字。滑动窗口每次只向右挪动一位。

返回 滑动窗口中的最大值。

输出:nums = [1,3,-1,-3,5,3,6,7], k = 3
输入:[3,3,5,5,6,7]
解释:滑动窗口的地位                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


输出:nums = [1], k = 1
输入:[1]

思路

双端队列
用一个双端队列,模仿窗口
遍历数组:

  • 队列为空,以后元素间接退出队列中
  • 队列不为空,以后元素 < 队尾元素,以后元素退出队列中;以后元素 >= 队尾元素,弹出队尾元素,以后元素退出队列中。这样保障队头元素,永远是以后窗口的最大值。
  • 队头元素超出了窗口范畴,弹出队头元素

队列中退出的并不是元素的值,而是元素在数组中的下标,这么做是为了通过下标判断队头元素是否超出了窗口范畴

import collections
def maxSlidingWindow(nums, k):
    n = len(nums)
    # 定义一个双端队列,模仿窗口
    q = collections.deque()
    # 数组 ans 保留后果
    ans = []
    
    # 第一个窗口没有齐全进入数组中,独自解决
    #【】[1,2,3...]【[1】,2,3...]【[1,2】,3...] [【1,2,3】,...]
    for i in range(k):
        # 以后 >= 队尾,删除队尾,退出以后
        while q and nums[i]>=nums[q[-1]]:
            q.pop()
        q.append(i)
    # 保留第一个窗口的最大值
    ans.append(nums[q[0]])
    
    # 第二个窗口开始,齐全在数组中挪动了
    for i in range(k,n):
        # 随着窗口挪动,判断队头是否还在窗口范畴中,不在就删除
        if q[0]<=i-k:
            q.popleft()
        
        # 以后 >= 队尾,删除队尾,退出以后
        while q and nums[i]>=nums[q[-1]]:
            q.pop()
        q.append(i)
        
        # 以后队头是以后窗口的最大值,保留最大值到 ans
        ans.append(nums[q[0]])
    return ans
  1. 为什么要判断队头元素在不在窗口范畴,窗口每次挪动,队头必定就不在窗口范畴了,间接删除队头不就好了?
    队头是以后窗口的最大元素,不是最右边元素,所以要判断随着窗口个挪动,队头元素还在不在窗口范畴中。
  2. 为什么以后元素 < 队尾元素,以后元素还要退出队列。不退出可不可以,只有放弃队头是以后窗口最大元素不就行了?
    [【5,3,2】,1],假如以后窗口队头是 5,前面的 3,2 都小于 5,如果 3、2 不退出队列中,遍历到 1 的时候,5 超过窗口范畴被删除,此时队列就是空的,那 1 就成了以后窗口的最大值,显然是谬误的。

      退出 正确              不退出 谬误【5,3,2】,1【5】,3,2,1
     5,【3,2,1】5,3,2,【1】
正文完
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