【Java】 剑指offer(59-1) 滑动窗口的最大值

 

本文参考自《剑指offer》一书，代码采用Java语言。

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题目

　　给定一个数组和滑动窗口的大小，请找出所有滑动窗口里的最大值。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，它们的最大值分别为{4, 4, 6, 6, 6, 5}

思路

　　蛮力直接在每个滑动窗口依次比较找出最大值，时间复杂度太高。

　　我们考虑把每个可能成为最大值的数字记录下来，就可以快速的得到最大值。

　　思路：建立一个两端开口的队列，放置所有可能是最大值的数字（存放的其实是对应的下标），且最大值位于队列开头。从头开始扫描数组，

　　如果遇到的数字比队列中所有的数字都大，那么它就是最大值，其它数字不可能是最大值了，将队列中的所有数字清空，放入该数字，该数字位于队列头部；

　　如果遇到的数字比队列中的所有数字都小，那么它还有可能成为之后滑动窗口的最大值，放入队列的末尾；

　　如果遇到的数字比队列中最大值小，最小值大，那么将比它小数字不可能成为最大值了，删除较小的数字，放入该数字。

　　由于滑动窗口有大小，因此，队列头部的数字如果其下标离滑动窗口末尾的距离大于窗口大小，那么也删除队列头部的数字。

　　注：队列中存放的是下标，以上讲的 队列头部的数字 均指 队列头部的下标所指向的数字。写代码时不要弄混了。

测试算例　

　　1.功能测试（数组数字递增、递减、无序）

　　2.边界值测试（滑动窗口大小位0、1、大于或者等于数组长度）

　　3.特殊输入测试（null）

Java代码

//题目：给定一个数组和滑动窗口的大小，请找出所有滑动窗口里的最大值。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，它们的最大值分别为{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;
    }
}

　　

　　

收获

　　1.自己最初想到的是只存放最大的数，没有想到可以存放所有可能是最大的数，要记住。

　　2.ArrayDeque——双端队列，要记住。下面是一些常用的方法：

　　

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