代码随想录算法训练营九期第十三天 | 239. 滑动窗口最大值、347.前 K 个高频元素、总结

打卡第十三天，昨天休息，今天继续栈和队列，重新复习了单调队列，上次看ACwing的视频学了单调队列，没有完全学明白，重学之后比之前清晰多了

今日任务

滑动窗口最大值

347.前 K 个高频元素
总结

239. 滑动窗口最大值

给你一个整数数组 nums，有一个大小为k 的滑动窗口从数组的最左侧移动到数组的最右侧。你只可以看到在滑动窗口内的 k个数字。滑动窗口每次只向右移动一位。
返回滑动窗口中的最大值。

我的题解

class Solution {
public:
    vector<int> maxSlidingWindow(vector<int>& nums, int k) {
        int hh = 0, tt = -1;
        int q[100010];
        vector<int> res;
        for(int i = 0; i < nums.size(); i++) {
            // 当队列中的容量大于滑动窗口，队头出队列
            while(hh <= tt && i - q[hh] + 1 > k) hh++;
            // 队尾元素小于要插进来的元素，队尾元素出队列
            while(hh <= tt && nums[q[tt]] < nums[i]) tt--;
            // 将元素压入队列 
            q[++tt] = i;
            // 当 遍历个数 达到 k 之后，陆续收集结果。
            if(i - k >= -1) res.push_back(nums[q[hh]]);
        }
        return res;
    }
};

如果元素先进滑动窗口但是小于后入窗口的，那前面的元素其实毫无作用，因为我们只需要取滑动窗口最大的元素。

使用单调队列，单调队列保存一个单调递减的趋势，保证了队头的元素永远最大，当我们移动滑动窗口，队头元素永远都是当前窗口最大的，单调队列存放的数组下标，因为当滑动窗口移动的时候，我们要把队头元素pop出去，放新的窗口元素。

入队列：当准备入队列的元素大于队尾元素，队尾元素出队列，直到队列为空或者队尾元素大于准备入队列的元素。

出队列：当发现队列的元素长度大于滑动窗口，队头元素出队列。

取窗口最大元素：单调队列里面的元素处于一个单调递减的趋势，队头元素永远处于最大，当取滑动窗口最大元素时候可以直接取队头元素。

代码随想录

class Solution {
private:
    class myQueue {
        public:
            deque<int> que;
            void pop(int val) {
                if(!que.empty() && val == que.front()) que.pop_front();
            }
            void push(int val) {
                while(!que.empty() && que.back() < val) {
                    que.pop_back();
                }
                que.push_back(val);
            }
            int getMax() {
                return que.front();
            }
    };
public:
    vector<int> maxSlidingWindow(vector<int>& nums, int k) {
        vector<int> res;
        myQueue que;
        for(int i = 0; i < k; i++) {
            que.push(nums[i]);
        }
        res.push_back(que.getMax());

        for(int i = k; i < nums.size(); i++) {
            que.pop(nums[i - k]);
            que.push(nums[i]);
            res.push_back(que.getMax());
        }
        return res;
    }
};

347.前 K 个高频元素

给你一个整数数组 nums 和一个整数 k ，请你返回其中出现频率前 k 高的元素。你可以按 任意顺序 返回答案。

代码随想录

// 时间复杂度：O(nlogk)
// 空间复杂度：O(n)
class Solution {
public:
    // 小顶堆
    class mycomparison {
    public:
        bool operator()(const pair<int, int>& lhs, const pair<int, int>& rhs) {
            return lhs.second > rhs.second;
        }
    };
    vector<int> topKFrequent(vector<int>& nums, int k) {
        // 要统计元素出现频率
        unordered_map<int, int> map; // map<nums[i],对应出现的次数>
        for (int i = 0; i < nums.size(); i++) {
            map[nums[i]]++;
        }

        // 对频率排序
        // 定义一个小顶堆，大小为k
        priority_queue<pair<int, int>, vector<pair<int, int>>, mycomparison> pri_que;

        // 用固定大小为k的小顶堆，扫面所有频率的数值
        for (unordered_map<int, int>::iterator it = map.begin(); it != map.end(); it++) {
            pri_que.push(*it);
            if (pri_que.size() > k) { // 如果堆的大小大于了K，则队列弹出，保证堆的大小一直为k
                pri_que.pop();
            }
        }

        // 找出前K个高频元素，因为小顶堆先弹出的是最小的，所以倒序来输出到数组
        vector<int> result(k);
        for (int i = k - 1; i >= 0; i--) {
            result[i] = pri_que.top().first;
            pri_que.pop();
        }
        return result;

    }
};