leetcode239-滑动窗口最大值(2种Java详细解法)

题目要求找到数组nums中滑动窗口k个元素的最大值。提供两种Java解法:1) 依次遍历每个窗口的最大值;2) 使用双端链表法。解法2利用双向队列存储窗口最大值的索引,当新入窗口的数大于队列尾部值时,弹出队列中小于新数的所有元素。

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题目描述:

给定一个数组 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。】
输入: nums = [1,3,-1,-3,5,3,6,7], 和 k = 3
输出: [3,3,5,5,6,7]
解释:

滑动窗口的位置最大值
[1 3 -1] -3 5 3 6 73
1 [3 -1 -3] 5 3 6 73
1 3 [-1 -3 5] 3 6 75
1 3 -1 [-3 5 3] 6 75
1 3 -1 -3 [5 3 6] 76
1 3 -1 -3 5 [3 6 7]7


解法1:依次遍历每个窗口的最大值

窗口长度为k。时间复杂度:O(nk)    空间复杂度:O(1)
**思路**:简单粗暴,数组长度为len,窗口为k;可以得到【len-k+1】个最大值。
				从第一个窗口开始,挨个遍历每个窗口的最大值。
  public int[] maxSlidingWindow(int[] nums, int k) {
       
        if(nums == null || nums.length<1)return new int[0];
        int len = nums.length;//数组长度
        int[] res = new int[len-k+1];//窗口为k,共len-k+1个最大值,res存放结果
        int count = 0;
        
        for(int r = k-1;r<len;r++){   //r代表窗口的右边界,第一个窗口下标应是[0,k-1],所以r初始值为k-1
            int max = Integer.MIN_VALUE;
            for(int i = r-k+1;i<=r;i++ ){
                max = Math.max(nums[i],max);//比较出目前窗口的最大值
            }
            res[count++] = max;
        }
        return res;
        }

解法2:双端链表法

用一个双向队列来辅助操作,队列的头部永远是当前窗口的最大值的角标,再把符合条件的最大值从队列中取出放入返回数组中。
双向队列中存的是角标。
当前nums[r]大于队列尾部的值时,说明新入窗口的数比较大,队列中比这个数小的就没有存在意义了,直接弹出。

   public int[] maxSlidingWindow(int[] nums, int k) {
        if(nums == null || nums.length<1)return new int[0];
        int len = nums.length;
        int[] res = new int[len-k+1];//要返回的结果数组
        int count = 0;

        LinkedList<Integer> queue = new LinkedList();//双向队列,存的是角标

        for(int r = 0;r<len;r++){
            if(queue.isEmpty()) queue.addLast(r);//最开始的时候,第一个
            else{
                while(!queue.isEmpty() && nums[r] > nums[queue.peekLast()]){//队列不为空且新数大于队列最尾部的数
                    queue.pollLast();//把比新数小的数弹出队列
                }
             queue.addLast(r);//把新数放入队列,队列的头部永远是此时窗口的最大值
            }
            if(r-k+1 >=0)res[count++] = nums[queue.peek()];//如果此时窗口的左边界(r-k+1)是大于等于0
            												//说明是有效窗口,可以开始放入结果数组了
            if(queue.peek() == r-k+1){ //如果队列的头部等于窗口左边界了,就说明头部的值过期了(不在下一个窗口了,是无效的最大值),弹出
                queue.poll();
            }
        }
        return res;
        }
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