Problem: 239. 滑动窗口最大值

题目描述

思路

1.编写实现优先队列类：

1.1.实现push(int n):将元素n添加到队列尾，同时将n前面大于n的元素删除
1.2.实现int max():将队列头元素取出（由于实现了push所以此时队列头元素为当前队列中的最大值）
1.3.实现pop(int n):将队列头的元素n删除（代码实现中，需要先检查n是否还在当前对头。因为n有可能已经删除掉了）

2.题目代码逻辑实现：

2.1.生成窗口：将前k个元素添加到实现的优先队列中；
2.2.维护窗口：每次push一个新的元素到窗口，再取出当前窗口中的最大值添加到结果集合中，再删除之前的窗口左侧

复杂度

时间复杂度:

$O(n)$;其中$n$为数组nums的长度

空间复杂度:

$O(n)$;

Code

/* Monotonic queue implementation */
class MonotonicQueue {
    LinkedList<Integer> maxq = new LinkedList<>();

    public void push(int n) {
        // Delete all elements smaller than n
        while (!maxq.isEmpty() && maxq.getLast() < n) {
            maxq.pollLast();
        }
        // Then add n to the tail
        maxq.addLast(n);
    }

    public int max() {
        return maxq.getFirst();
    }

    public void pop(int n) {
        if (n == maxq.getFirst()) {
            maxq.pollFirst();
        }
    }
}

class Solution {
    /***
     * Sliding Window Maximum
     *
     * @param nums Given array
     * @param k Given number
     * @return int[]
     */
    public int[] maxSlidingWindow(int[] nums, int k) {
        MonotonicQueue window = new MonotonicQueue();
        List<Integer> res = new ArrayList<>();

        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            if (i < k - 1) {
                // Fill the front k-1 of the window first
                window.push(nums[i]);
            } else {
                // The window slides forward to add a new number
                window.push(nums[i]);
                // Record the maximum value of the current window
                res.add(window.max());
                // Remove old numbers
                window.pop(nums[i - k + 1]);
            }
        }
        // Needs to be converted to an int[] array and returned
        int[] arr = new int[res.size()];
        for (int i = 0; i < res.size(); i++) {
            arr[i] = res.get(i);
        }
        return arr;
    }
}