一 題目

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}；

二 例子

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]}。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}；

三 思路

第1種方法：

使用java的優先佇列（也就是堆），我們可以使用最大堆（PriorityQueue預設是最小堆，構建最大堆只需要在構建時傳入一個comparator即可），在滑動視窗滑動時，將當前元素加入最大堆（PriorityQueue）中，堆頂的元素即是最大值，同時還要判斷當前元素是否存在於當前視窗中，不存在的話彈出，最後就把該元素新增入Arraylist

第2種方法：

我們可以使用雙向佇列（Linklist），佇列中只存放當前元素的下標，設新來的元素為k，如果前面的元素比k小，直接把前面的刪除（因為不可能成為後面視窗的最大值），如果前面的元素比k大，判斷是否還在視窗範圍內，不在則移除

①先判斷當前佇列是否為空，如果不空而且當前元素比佇列中尾端的元素大，將佇列元素的尾端彈出；

②判斷佇列頭元素（存的是下標）是否還在滑動視窗範圍中，不在則把頭元素移除；

四 程式原始碼

第一種方法：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Comparator;
import java.util.PriorityQueue;

/**
 * @author tanzj
 * @create 2016-12-24 19:14
 */

class tmp{
    public tmp() {
    }

    public tmp(Integer num,Integer pos) {
        this.pos = pos;
        this.num = num;
    }

    public Integer pos;
    public Integer num;

    public Integer getNum() {
        return num;
    }

    public void setNum(Integer num) {
        this.num = num;
    }

    public Integer getPos() {
        return pos;
    }

    public void setPos(Integer pos) {
        this.pos = pos;
    }

}

public class Solution {
    public ArrayList<Integer> maxInWindows(int [] num, int size) {
        ArrayList<Integer> arr = new ArrayList<>();
        if (num==null)
            return arr;
        if (num.length<size||size<=0)
            return arr;
        PriorityQueue<tmp> q = new PriorityQueue<>(100, new Comparator<tmp>() {
            @Override
            public int compare(tmp o1, tmp o2) {
                return o2.num-o1.num;
            }
        });
        for (int i=0;i<size-1;i++)
            q.offer(new tmp(num[i],i));
        for (int i=size-1;i<num.length;i++){
            q.offer(new tmp(num[i],i));
            tmp p = q.peek();
            while (p.getPos()<i-(size-1)){
                q.poll();
                p = q.peek();
            }
            arr.add(p.getNum());
        }

        return arr;

    }
}
 

import java.util.ArrayList;
import java.util.Deque;
import java.util.LinkedList;

public class Solution {
    public ArrayList<Integer> maxInWindows(int [] num, int size) {
        ArrayList<Integer> arr = new ArrayList<>();
        if (num==null)
            return arr;
        if (num.length<size||size<=0)
            return arr;
        Deque<Integer> queue = new LinkedList<>();
        for (int i=0;i<num.length;i++){
             while (!queue.isEmpty()&&num[i]>=num[queue.getLast()])
                queue.pollLast();
            while (!queue.isEmpty()&&queue.getFirst()<i-(size-1))
                queue.pollFirst();
            queue.offerLast(i); 
            if (i+1>=size)
                arr.add(num[queue.getFirst()]);
        }
        return arr;

    }
}