【Java】 劍指offer(59-1) 滑動窗口的最大值

 

本文參考自《劍指offer》一書，代碼采用Java語言。

更多：《劍指Offer》Java實現合集  

題目

　　給定一個數組和滑動窗口的大小，請找出所有滑動窗口里的最大值。例如，如果輸入數組{2, 3, 4, 2, 6, 2, 5, 1}及滑動窗口的大小3，那么一共存在6個滑動窗口，它們的最大值分別為{4, 4, 6, 6, 6, 5}

思路

　　蠻力直接在每個滑動窗口依次比較找出最大值，時間復雜度太高。

　　我們考慮把每個可能成為最大值的數字記錄下來，就可以快速的得到最大值。

　　思路：建立一個兩端開口的隊列，放置所有可能是最大值的數字（存放的其實是對應的下標），且最大值位於隊列開頭。從頭開始掃描數組，

　　如果遇到的數字比隊列中所有的數字都大，那么它就是最大值，其它數字不可能是最大值了，將隊列中的所有數字清空，放入該數字，該數字位於隊列頭部；

　　如果遇到的數字比隊列中的所有數字都小，那么它還有可能成為之后滑動窗口的最大值，放入隊列的末尾；

　　如果遇到的數字比隊列中最大值小，最小值大，那么將比它小數字不可能成為最大值了，刪除較小的數字，放入該數字。

　　由於滑動窗口有大小，因此，隊列頭部的數字如果其下標離滑動窗口末尾的距離大於窗口大小，那么也刪除隊列頭部的數字。

　　注：隊列中存放的是下標，以上講的 隊列頭部的數字 均指 隊列頭部的下標所指向的數字。寫代碼時不要弄混了。

 

測試算例　

　　1.功能測試（數組數字遞增、遞減、無序）

　　2.邊界值測試（滑動窗口大小位0、1、大於或者等於數組長度）

　　3.特殊輸入測試（null）

Java代碼

//題目：給定一個數組和滑動窗口的大小，請找出所有滑動窗口里的最大值。例如，
//如果輸入數組{2, 3, 4, 2, 6, 2, 5, 1}及滑動窗口的大小3，那么一共存在6個
//滑動窗口，它們的最大值分別為{4, 4, 6, 6, 6, 5}，

public class MaxInSlidingWindow {
    public ArrayList<Integer> maxInWindows(int [] num, int size){
        ArrayList<Integer> max = new ArrayList<Integer>();
        if(num==null || num.length<=0 || size<=0 || size>num.length)
            return max;
        ArrayDeque<Integer> indexDeque = new ArrayDeque<Integer>();
        
        for(int i=0;i<size-1;i++){
            while(!indexDeque.isEmpty() && num[i]> num[indexDeque.getLast()])
                indexDeque.removeLast();
            indexDeque.addLast(i);
        }
        
        for(int i=size-1;i<num.length;i++){
            while(!indexDeque.isEmpty() && num[i]> num[indexDeque.getLast()])
                indexDeque.removeLast();
            if(!indexDeque.isEmpty() && (i-indexDeque.getFirst())>=size)
                indexDeque.removeFirst();
            indexDeque.addLast(i);
            max.add(num[indexDeque.getFirst()]);
        }
        
        return max;
    }
}

　　

　　

收獲

　　1.自己最初想到的是只存放最大的數，沒有想到可以存放所有可能是最大的數，要記住。

　　2.ArrayDeque——雙端隊列，要記住。下面是一些常用的方法：

 

 

　　

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