专栏首页武培轩的专栏剑指Offer-滑动窗口的最大值

剑指Offer-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]}。

思路

思路一:

用双端队列来存储数组元素的索引

  1. 如果新来的值比队列尾部的数小,那就追加到后面,因为它可能在前面的最大值划出窗口后成为最大值
  2. 如果新来的值比尾部的大,那就删掉尾部,再追加到后面
  3. 如果追加的值比的索引跟队列头部的值的索引超过窗口大小,那就删掉头部的值
  4. 每次队列的头都是滑动窗口中值最大的

思路二:

最大堆方法

构建一个窗口size大小的最大堆,每次从堆中取出窗口的最大值,随着窗口往右滑动,需要将堆中不属于窗口的堆顶元素删除。

代码实现

package StackAndQueue;

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

/**
 * 滑动窗口的最大值
 * 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]}。
 */
public class Solution52 {
    public static void main(String[] args) {
        Solution52 solution52 = new Solution52();
        int[] num = {2, 3, 4, 2, 6, 2, 5, 1};
        int size = 3;
        ArrayList<Integer> list = solution52.maxInWindows(num, size);
        System.out.println(list);

    }

    /**
     * 最大堆方法
     * 构建一个窗口size大小的最大堆,每次从堆中取出窗口的最大值,随着窗口往右滑动,需要将堆中不属于窗口的堆顶元素删除。
     *
     * @param num
     * @param size
     * @return
     */
    public ArrayList<Integer> maxInWindows_2(int[] num, int size) {
        ArrayList<Integer> res = new ArrayList<>();
        if (size > num.length || size < 1) return res;
        // 构建最大堆,即堆顶元素是堆的最大值。
        PriorityQueue<Integer> heap = new PriorityQueue<Integer>((o1, o2) -> o2 - o1);
        for (int i = 0; i < size; i++) heap.add(num[i]);
        res.add(heap.peek());
        for (int i = 1; i + size - 1 < num.length; i++) {
            heap.remove(num[i - 1]);
            heap.add(num[i + size - 1]);
            res.add(heap.peek());
        }
        return res;
    }

    /**
     * 双队列方法
     * 滑动窗口的最大值总是保存在队列首部,队列里面的数据总是从大到小排列。
     *
     * @param num
     * @param size
     * @return
     */
    public ArrayList<Integer> maxInWindows(int[] num, int size) {
        ArrayList<Integer> res = new ArrayList<>();
        if (num == null || num.length == 0 || size == 0 || size > num.length) {
            return res;
        }
        Deque<Integer> deque = new LinkedList<>();
        for (int i = 0; i < num.length; i++) {
            if (!deque.isEmpty()) {
                // 如果队列头元素不在滑动窗口中了,就删除头元素
                if (i >= deque.peek() + size) {
                    deque.pop();
                }

                // 如果当前数字大于队列尾,则删除队列尾,直到当前数字小于等于队列尾,或者队列空
                while (!deque.isEmpty() && num[i] >= num[deque.getLast()]) {
                    deque.removeLast();
                }
            }
            deque.offer(i); // 入队列

            // 滑动窗口经过一个滑动窗口的大小,就获取当前的最大值,也就是队列的头元素
            if (i + 1 >= size) {
                res.add(num[deque.peek()]);
            }
        }
        return res;
    }
}

本文参与腾讯云自媒体分享计划,欢迎正在阅读的你也加入,一起分享。

我来说两句

0 条评论
登录 后参与评论

相关文章

  • 该如何选择消息队列?

    在高并发业务场景下,消息队列在流量削峰、解耦上有不可替代的作用。当前使用较多的消息队列有 RabbitMQ、RocketMQ、ActiveMQ、Kafka、Ze...

    武培轩
  • 该如何选择消息队列?

    在高并发业务场景下,消息队列在流量削峰、解耦上有不可替代的作用。当前使用较多的消息队列有 RabbitMQ、RocketMQ、ActiveMQ、Kafka、Ze...

    武培轩
  • 剑指Offer-数据流中的中位数

    题目描述 如何得到一个数据流中的中位数?如果从数据流中读出奇数个数值,那么中位数就是所有数值排序之后位于中间的数值。如果从数据流中读出偶数个数值,那么中位数就是...

    武培轩
  • AI 网红 Andrej Karpathy:为什么 AlphaGo很难应用到围棋以外的世界?

    【新智元导读】 Karpathy在文章中谈到了AlphaGo技术中一些很酷的部分,以及,从围棋的7大属性出发,谈到了AlphaGo常常被人忽视的一些局限性。 我...

    新智元
  • 新AlphaGo首度揭秘:单机运行,4个TPU,算法更强(专访+演讲)

    舒石 唐旭 发自 东瑶村 量子位 报道 | 公众号 QbitAI ? 到底是谁击败了柯洁? 答案似乎显而易见。但量子位之所以问这个问题,是因为如今击败柯洁的Al...

    量子位
  • 动态 | 围棋教学工具 AlphaGo Teach上线第二天,Deepmind 资深研究员黄士杰宣布离开 AlphaGo 项目

    AI 科技评论消息,北京时间 12 月 11 日晚,DeepMind 在 twitter 上宣布推出围棋教学工具 AlphaGo Teach。

    AI科技评论
  • 柯洁1/4子惜败,机器之心独家对话AlphaGo开发者导师 Martin Müller

    机器之心报道 参与:杜夏德、李泽南 第一战,AlphaGo 赢了!几乎不出人意料。 5 月 23 日,中国围棋协会和浙江省体育局携手谷歌联合主办的「中国乌镇·...

    机器之心
  • 围棋人机大战一周年:被AlphaGo改变的世界

    舒石、若朴 发自 凹非寺 量子位·QbitAI 报道 去年今日,三连败的李世乭扳回一局。 然而这一针兴奋剂很快失效,随后李世乭再折一阵,最终以1:4输给Alph...

    量子位
  • AlphaGo教学工具上线!人人可用,柯洁称要重新学围棋

    安妮 发自 凹非寺 量子位 出品 | 公众号 QbitAI ? 昨晚,一条来自“AlphaGo人肉臂”黄士杰博士的消息又引爆了整个朋友圈和Facebook: 大...

    量子位
  • 那个战胜人类最强棋手的 AlphaGo,现在要教人类下围棋了

    当半年前 AlphaGo 在乌镇将世界第一棋手柯洁打的无力还手时,人类已经将 AlphaGo 称为“上帝”,这个“上帝”的棋艺已经超出最顶尖人类棋手太多。 对于...

    企鹅号小编

扫码关注云+社区

领取腾讯云代金券