【leetcode】239.滑动窗口最大值 (暴力、单调队列,动态规划多种解法,java实现)

本文详细介绍了如何解决LeetCode的239题——滑动窗口最大值,提供了暴力法、单调队列和动态规划三种解法,并附有Java实现。通过复杂度分析,解释了单调队列法在时间效率上的优势。

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239. 滑动窗口最大值

难度困难

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。

进阶:

你能在线性时间复杂度内解决此题吗?

示例:

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  7       3
 1 [3  -1  -3] 5  3  6  7       3
 1  3 [-1  -3  5] 3  6  7       5
 1  3  -1 [-3  5  3] 6  7       5
 1  3  -1  -3 [5  3  6] 7       6
 1  3  -1  -3  5 [3  6  7]      7

提示:

  • 1 <= nums.length <= 10^5
  • -10^4 <= nums[i] <= 10^4
  • 1 <= k <= nums.length
方法一:暴力法

直觉

最简单直接的方法是遍历每个滑动窗口,找到每个窗口的最大值。一共有 N - k + 1 个滑动窗口,每个有 k 个元素,于是算法的时间复杂度为 O ( N k ) {O}(N k) O(Nk),表现较差。

实现

class Solution {
   
   
    public int[] maxSlidingWindow(int[] nums, int k) {
   
   
        int n = nums.length;
        if (n * k == 0) return new int[0];
        
        int [] output = new int[n - k + 1];
        for (int i = 0; i < n - k + 1; i++) {
   
   
            int max = Integer.MIN_VALUE;
            for(int j = i; j < i + k; j++) 
                max = Math.max(max, nums[j]);
            output[i] = max;
        }
        return output;
    }
}

复杂度分析

  • 时间复杂度: O ( N k ) {O}(N k) O(Nk)。其中 N 为数组中元素个数。
  • 空间复杂度: O ( N − k + 1 ) {O}(N - k + 1) O(N
根据引用\[1\],可以使用暴力解法来求解滑动窗口最大值。具体的做法是,遍历数组,对于每个窗口,使用一个内部循环来找到窗口中的最大值,并将其存储在结果数组中。时间复杂度为O(n*k),其中n为数组长度,k为窗口大小。 根据引用\[2\],还可以使用队列来求解滑动窗口最大值。具体的做法是,使用一个双端队列来维护一个单调递减的窗口。遍历数组,对于每个元素,首先判断队头是否在滑动窗口范围内,如果不在,则将其从队头移除。然后,将当前元素与队尾元素比较,如果当前元素大于队尾元素,则将队尾元素移除,直到队列为空或者当前元素小于等于队尾元素。最后,将当前元素的索引插入队尾。如果滑动窗口的元素个数达到了k个,并且始终维持在窗口中,就将队头元素加入答案数组中。时间复杂度为O(n),其中n为数组长度。 综上所述,可以使用暴力解法或者使用队列来求解leetcode滑动窗口最大值。 #### 引用[.reference_title] - *1* *3* [leetcode239. 滑动窗口最大值](https://blog.csdn.net/kkkkuuga/article/details/124829581)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v91^koosearch_v1,239^v3^insert_chatgpt"}} ] [.reference_item] - *2* [Leetcode#239. 滑动窗口最大值Java解法)](https://blog.csdn.net/paranior/article/details/114890555)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v91^koosearch_v1,239^v3^insert_chatgpt"}} ] [.reference_item] [ .reference_list ]
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