剑指offer：Python 滑动窗口的最大值 图解详细过程，绝对让你看懂！Leetcode 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]}。

思路及Python实现

• 我们先创建一个双端队列queue来保存传入数字（num）的索引，创建一个res来保存，每次的最大值，遍历num来取到每一个值得索引！详细过程如下图解
• index=0 ，只有一个元素和索引，直接添加到queue中
  
• index=1 所指向的值3 大于前面的2 让它对应的索引0 从queue中出列，将索引index=1添加到队列
  
• index=2 值为4，大于前面的3 让它的索引出列；然后添加当前索引 2 ，同时索引长度已经=3，即索引：0 1 2 已经有size=3 的长度了，第一个窗口已经形成，将其中最大的值放到res中，即是 4
  
• index=3 对应值为2 ；直接将索引添加到队列，目前最大还是4，再添加到res
  
• index=4 对应值为6，它的值大于前面的2 ，弹出队列中前一个索引3，还没结束哦，继续它还大于索引2对应的值，再弹出它；将index=4添加到队列，此时最大为6，添加到res
  
• index=5，对应2，不大于6，将索引添加到queue，同时res再获得一次6
  
• index=6 值为5，大于前一个索引的值，所以前一个索引从队列中弹出；添加当前索引，res记录当前最大的值，再添加一个6
  
• index=7 ，此时队列前一个索引为4（看上图，下图是完成此步后的模样）长度为3，所以窗口滑动，移出了数值6的位置，此时数值5是最大了，res添加一个5
  
• 整体思想就是，记录每一次的索引，如果当前索引对应的值大于前一个值的话，前面所有的索引都从队列中弹出；如果当前索引的值小于前一个索引对应的值，添加当前索引（反正我们返回的是最大的值，如果一直有小的值加入的话，前面的大值就会被滑动掉），注意下窗口大小，就ok了
• 总之就是要多画图，多画图，就非常好理解了！

class Solution:
    def maxInWindows(self, num, size):
        # 双端队列维护从大到小元素的索引
        # 每遇到一个元素，从后往前将队列中小于该元素的索引全部弹出
        # （因为在滑动窗口长度内，小于该元素的值不可能成为最大值，1是该元素在他们后面，2是该元素值比他们大）
        if size > len(num) or size < 1:
            return []
        from collections import deque  # 导入一个双端队列
        queue = deque()
        res = []
        for index, val in enumerate(num): # 枚举，循环
            if index == 0: # 队列为空时加入第一个元素
                queue.append(index)
            else:
                # 判断队首是否滑出了窗口
                if index - queue[0] == size:
                    queue.popleft()
                # 为当前元素在队列中找到相应位置，其后所有元素弹出
                while queue and num[index] >= num[queue[-1]]:
                    queue.pop()
                queue.append(index)
                # print(queue)
            # 当滑动窗口大小==size时，可以开始记录最大值
            if index >= size - 1:
                res.append(num[queue[0]])
        return res

用普通的队列和循环完成

class Solution:
    def maxInWindows(self, num, size):
        queue = []
        res = []
        n = len(num)
        if n == 0 or n < size or size == 0:
            return res
        for i in range(n):
            if len(queue) != 0 and i - size >= queue[0]:
                # 判断队首元素是否已经在窗口之外了，如果是，队首元素出队
                queue.pop(0)
            while queue and num[i] >= num[queue[-1]]:
                # 运行到这一步，队列里的元素，其对应的num中的数，都在这个滑动窗口里的
                # 因此，如果num后面的数比前面的数大，那么前边的数，就不可能在成为最大值了，
                # 因为窗口是往右移动的，只要在窗口的范围内，包含前面的数，就一定包含后面的数，
                # 但是包含后面的数，不一定包含前面的数。
                # 因此要将在队列中的，比num[i]小的num前面的数的下标出队。
                # 因为他不可能成为最大值了。
                queue.pop()
            queue.append(i)
            # i入队，如果队列中存在的元素对应的数都比num[i]大，将i入队就行，
            # 因为当前边的元素都不在窗口内时，num[i]可能是窗口内元素的最大值。
            if queue and i >= size - 1:
                # 因为窗口的长度是size，所以前size-1个元素不进行处理
                res.append(num[queue[0]])
                # 因为上一个循环，队首元素对应的数一定是最大的。
                # 将队首对应的元素压入结果中，这一步元素不出队，
                # 因为队首元素不一定是窗口的左边界，下一次移动窗口，
                # 队首元素还可能在窗口中，而且是最大的。
        return res