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演算法題(二十二):滑動視窗的最大值

題目描述

給定一個數組和滑動視窗的大小,找出所有滑動窗口裡數值的最大值。例如,如果輸入陣列{2,3,4,2,6,2,5,1}及滑動視窗的大小3,那麼一共存在6個滑動視窗,他們的最大值分別為{4,4,6,6,6,5}; 針對陣列{2,3,4,2,6,2,5,1}的滑動視窗有以下6個: {[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

1.可以用兩層for迴圈直接做;

2.用雙端佇列來做。

對新來的元素k,將其與雙端佇列中的元素相比較

1)前面比k小的,直接移出佇列;

2)前面比k大的X,比較兩者下標,判斷X是否已不在視窗之內,不在了,直接移出佇列佇列的第一個元素是滑動視窗中的最大值


程式碼一

public class Solution {
    public ArrayList<Integer> maxInWindows(int [] num, int size){
        ArrayList<Integer> list  = new ArrayList<Integer> ();
        if(size>num.length||size==0)
            return list;
        for(int i = 0;i<=num.length-size;i++){
            int max = num[i];
            for(int j = i+1;j<i+size;j++){
                if(num[j]>max){
                    max = num[j];
                }
            }
            list.add(max);
        }
        return list;
    }
}

程式碼二(借鑑)

public class Solution1 {
     
    public ArrayList<Integer> maxInWindows(int [] num, int size)
    {
        ArrayList<Integer> ret = new ArrayList<>();
        if (num == null) {
            return ret;
        }
        if (num.length < size || size < 1) {
            return ret;
        }
         
        LinkedList<Integer> indexDeque = new LinkedList<>();
        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();
            }
            indexDeque.addLast(i);
            if (i - indexDeque.getFirst() + 1 > size) {
                indexDeque.removeFirst();
            }
            ret.add(num[indexDeque.getFirst()]);
        }
        return ret;
    }
}



public class Solution2 {
   public ArrayList<Integer> maxInWindows(int [] num, int size)
    {
        ArrayList<Integer> res = new ArrayList<>();
        if(size == 0) return res;
        int begin; 
        ArrayDeque<Integer> q = new ArrayDeque<>();
        for(int i = 0; i < num.length; i++){
            begin = i - size + 1;
            if(q.isEmpty())
                q.add(i);
            else if(begin > q.peekFirst())
                q.pollFirst();
         
            while((!q.isEmpty()) && num[q.peekLast()] <= num[i])
                q.pollLast();
            q.add(i);  
            if(begin >= 0)
                res.add(num[q.peekFirst()]);
        }
        return res;
    }
}