剑指offer67题-No64.滑动窗口的最大值

超级重点题,感觉很经常考。

法1:优先队列
用一个存储值和数组索引的pair放在优先队列里,当索引超出窗口范围,就把优先队列里的值删掉。

class Solution {
public:
    vector<int> maxSlidingWindow(vector<int>& nums, int k) {
        priority_queue<pair<int, int>> q;
        for(int i = 0; i < k; i++){
            q.push({nums[i], i});
        }
        vector<int> res;
        res.emplace_back(q.top().first);

        for(int i = k; i < nums.size(); i++){
            q.push({nums[i], i});
            // 我们只关心滑动窗口的最大值 因此只需要保证q.top中的值满足在窗口中就行了
            while(q.top().second <= i - k){
                q.pop();
            }
            res.emplace_back(q.top().first);
        }
        return res;
    }
};

时间复杂度:O(nlogn),其中 n 是数组 nums 的长度。在最坏情况下,数组 nums 中的元素单调递增,那么最终优先队列中包含了所有元素,没有元素被移除。由于将一个元素放入优先队列的时间复杂度为 O(logn),因此总时间复杂度为 O(nlogn)。

空间复杂度:O(n),即为优先队列需要使用的空间。这里所有的空间复杂度分析都不考虑返回的答案需要的 O(n) 空间,只计算额外的空间使用。

法2:单调队列
使用一个双端队列来维护滑动窗口内的元素索引使得队列的首元素始终是当前窗口的最大值的索引。 单调队列的核心是维护一个严格递减的队列

具体来说,对每个元素进行以下操作:

  • 移除队列中不在当前窗口范围内的元素(即索引过期的元素)。
  • 移除队列中所有比当前元素小的元素,因为它们不可能再成为最大值。
  • 将当前元素的索引添加到队列中。
  • 队列的首元素即为当前窗口的最大值,将其添加到结果数组中。
class Solution {
public:
    vector<int> maxSlidingWindow(vector<int>& nums, int k) {
        deque<int> dq;
        for(int i = 0; i < k; ++i){
            // 维护严格递减的队列 如果当前的值比队尾的大 就把队尾扔了 注意维护的是下标
            while(!dq.empty() && nums[i] >= nums[dq.back()]){
                dq.pop_back();
            }
            dq.push_back(i);
        }
        // 维护后的队列 一定是队首的值代表这个窗口的最大值
        vector<int> res;
        res.push_back(nums[dq.front()]);
        for(int i = k; i < nums.size(); ++i){
            while(!dq.empty() && nums[i] >= nums[dq.back()]){
                dq.pop_back();
            }
            dq.push_back(i);
            // 判断最大的值 是否还在窗口内 不在就要pop掉
            while(dq.front() <= i - k){
                dq.pop_front();
            }
            res.push_back(nums[dq.front()]);
        }
        return res;
    }
};
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