滑动窗口的最大值

题目描述

给定一个数组和滑动窗口的大小，找出所有滑动窗口里数值的最大值。例如，如果输入数组{2,3,4,2,6,2,5,1}及滑动窗口的大小3，那么一共存在6个滑动窗口，他们的最大值分别为{4,4,6,6,6,5}； 针对数组{2,3,4,2,6,2,5,1}的滑动窗口有以下6个： {[2,3,4],2,6,2,5,1}， {2,[3,4,2],6,2,5,1}， {2,3,[4,2,6],2,5,1}， {2,3,4,[2,6,2],5,1}， {2,3,4,2,[6,2,5],1}， {2,3,4,2,6,[2,5,1]}。

分析

• 求指定范围数据的最大值，可以借助大顶堆实现。每次滑动，分别出入一个。堆顶即是最大值。
• 也可以使用一个双端队列。第一个位置保存当前窗口最大值，滑动时判断当前最大值是否过期。对于新增的值从队尾比较，比其小的值丢掉。

实现

实现1

public class Solution {
    // 大顶堆
    public PriorityQueue<Integer> maxQueue = new PriorityQueue<Integer>((o1,o2)->o2-o1);
    public ArrayList<Integer> result = new ArrayList<Integer>();
    public ArrayList<Integer> maxInWindows(int [] num, int size)
    {
        if(num == null || num.length <= 0 || size <= 0 || size > num.length){
            return result;
        }
        int count=0;
        // 初始化滑动窗口
        for(;count<size;count++){
            maxQueue.offer(num[count]);
        }
        // 每次滑动，找到最大值，出入堆一个
        while(count < num.length){
            result.add(maxQueue.peek());
            maxQueue.remove(num[count-size]);
            maxQueue.add(num[count]);
            count++;
        }
        // 保存结果
        result.add(maxQueue.peek()); 
        return result;
    }
}

实现2

public ArrayList<Integer> maxInWindows(int [] num, int size){
                if (num == null || num.length == 0 || size <= 0 || num.length < size) {
            return new ArrayList<Integer>();
        }
        ArrayList<Integer> result = new ArrayList<>();
        //双端队列，用来记录每个窗口的最大值下标
        LinkedList<Integer> qmax = new LinkedList<>();
        int index = 0;
        for (int i = 0; i < num.length; i++) {
            while (!qmax.isEmpty() && num[qmax.peekLast()] < num[i]) {
                qmax.pollLast();
            }
            qmax.addLast(i);
            //判断队首元素是否过期
            if (qmax.peekFirst() == i - size) {
                qmax.pollFirst();
            }
            //向result列表中加入元素
            if (i >= size - 1) {
                result.add(num[qmax.peekFirst()]);
            }
        }
        return result;
}