LeetCode 239. 滑动窗口最大值(单调队列)

 题目传送门：239. 滑动窗口最大值 - 力扣（LeetCode）

题意就是求每个窗口内的最大值，返回一个最大值的数组，滑动窗口的最值问题。

做法：维护一个单调递减队列，队头为当前窗口的最大值。

设计的单调队列在入队、出队操作时满足如下规则：

• 入队：新元素入队前，如果队尾元素大于要插入的新元素，那么就出队。就这样移除掉所有比插入的元素小的值。
• 出队：检查队头元素是否超出窗口范围(下标 <= i - k)，若超出则移除。

每次窗口形成后，队头元素即位窗口的最大值。

注：

• 存储下标而非值，便于判断元素是否过期（该元素是否还在窗口中，窗口移动时需移除左边元素，i - k即为当前窗口的最左边元素下标）。
• 结果数组长度 = 窗口滑动次数 = n - k + 1。n - k理解为减去刚开始的窗口元素还有n-k的元素需要进窗口，然后再加上第一次的窗口（没移动，也可以理解为窗口刚移动到数组）。

class Solution {
    public int[] maxSlidingWindow(int[] nums, int k) {
        if (nums == null || nums.length < k || k <= 0) {
            return new int[0];
        }
        int n = nums.length;
        int[] res = new int[n - k + 1];
        Deque<Integer> q = new ArrayDeque<>();

        for (int i = 0; i < n; i++) {
            while (!q.isEmpty() && q.peekFirst() <= i - k) {
                q.pollFirst();
            }
            while (!q.isEmpty() && nums[q.peekLast()] < nums[i]) {
                q.pollLast();
            }
            q.offerLast(i);
            if (i >= k - 1) {
                res[i - k + 1] = nums[q.peekFirst()];
            }
        }
        return res;
    }
}

 以 nums = [1,3,-1,-3,5], k=3 为例，算法的执行流程为：

当前元素	窗口	单调递减队列(下标)	最大值	操作说明
i = 0 nums[0] = 1	[1]	[0]	-	初始入队
i = 1 nums[1] = 3	[1, 3]	[1]	-	移除0(1 < 3)，1入队
i = 2 nums[2] = -1	[1, 3, -1]	[1, 2]	3	2入队，记录队头nums[1] = 3
i = 3 nums[3] = -3	[3, -1, -3]	[1, 2, 3]	3	3入队，队头未过期
i = 4 nums[4] = 5	[-1, -3, 5]	[4]	5	移除比5小的