剑指offer最优解Java版-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]}。

解决方法

滑动窗口设计成双端队列，对新来的元素k，将其与双端队列中的元素做比较：

队列里前面比k小的，全部移出队列。
将当前元素后插入双端队列。
判断队列第一个元素是否已不在窗口之内，不在的话直接移出队列。

队列的第一个元素是滑动窗口中最大值的索引

public class Solution {
    public static ArrayList<Integer> maxInWindows(int[] num, int size) {
        ArrayList<Integer> ret = new ArrayList<>();
        if (num == null || num.length < size || size < 1) {
            return ret;
        }

        LinkedList<Integer> indexDeque = new LinkedList<>();
        // 初始化第一个滑动窗口的数值
        for (int i = 0; i < size - 1; i++) {
            while (!indexDeque.isEmpty() && num[i] > num[indexDeque.getLast()]) {
                indexDeque.removeLast();
            }
            // 双端队列保存当前值的索引
            indexDeque.addLast(i);
        }
        // 处理其他的滑动窗口
        for (int i = size - 1; i < num.length; i++) {
            while (!indexDeque.isEmpty() && num[i] > num[indexDeque.getLast()]) {
                indexDeque.removeLast();
            }
            indexDeque.addLast(i);
            // 如果最大值不在滑动窗口时，进行移除
            if (i - indexDeque.getFirst() + 1 > size) {
                indexDeque.removeFirst();
            }
            // 将结果数组里添加队列第一个元素（即当前滑动窗口最大值）
            ret.add(num[indexDeque.getFirst()]);
        }
        return ret;
    }

    public static void main(String[] args) {
        maxInWindows(new int[]{2,3,4,2,6,2,5,1},3);
    }
}