微软面试题,略复杂
資深大佬 : zzzrf 2
给出一个可能包含重复的整数数组,和一个大小为 k 的滑动窗口, 从左到右在数组中滑动这个窗口,找到数组中每个窗口内的最大值。
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样例 1:
输入: [1,2,7,7,8] 3 输出: [7,7,8] 解释: 最开始,窗口的状态如下:`[|1, 2 ,7| ,7 , 8]`, 最大值为 `7`; 然后窗口向右移动一位:`[1, |2, 7, 7|, 8]`, 最大值为 `7`; 最后窗口再向右移动一位:`[1, 2, |7, 7, 8|]`, 最大值为 `8`.
样例 2:
输入: [1,2,3,1,2,3] 5 输出: [3,3] 解释: 最开始,窗口的状态如下: `[|1,2,3,1,2 | ,3]` , 最大值为`3`; 然后窗口向右移动一位.`[1, |2,3,1,2,3]`, 最大值为 `3`;
算法:单调队列
- 单调队列中的元素是严格单调的。我们在求解这个问题的时候需要维护他的单调性。
- 队首元素即为当前位置的最大值。假设要求滑动窗口中的最大值。我们就需要确保滑动窗口中的元素从队首到队尾是递减的。
- 每滑动一次就判断当前元素和队尾元素的关系,如果放入队尾满足单调递减,那么放入即可;如果放入不满足,就需要删除队尾元素直到放入当前元素之后满足队列单调递减。同时要确保已经出窗口的最大值(队首元素)被删除掉。
注意事项:
我们在本题中 往单调队列里压入的是元素对应的下标,因为我们要通过下标来判断该元素有没有离开了滑动窗口,如果离开了滑动窗口就得从队列里给删除了
流程
序列 a 是 1 2 7 7 6 5 3 滑动窗口的大小是 3 遍历一遍 for i in 0:7
- i==0 队列里没有元素,直接添加( value=1,index=0 ) value 是权值,index 是下标(这里为了表达清晰,就把权值和下标都注明出来了) 队列里 (1,0)
- i==1 a[1]比队尾元素大,添加 a[1]后不满足单调递减性质,所以需要把队尾给弹出,a[1]比队尾大,而且队尾元素肯定在 a[1]的左面(因为队尾元素先压入的,它的下标肯定小),而且队尾元素还没 a[1]大,对于后面的窗口,队尾元素肯定不是最大值了(我们已经找到了 a[1]比,而且队尾在窗口里面,a[1]肯定也在窗口里面,因为 a[1]的下标更大)
- 弹掉队尾后,队列为空
- 压入(2,1)
- 队列里 (2,1)
- i==2 a[2]比队尾元素大,弹掉队尾,压入(7,2) 队列里 (7,2) 这里 i>=k-1 了 ,当前队首为当前[0,2]这个滑动窗口的答案,这个窗口答案是 7
- i==3 a[3]不比队尾元素大,不用弹出队尾 ,压入新元素 队列里 (7,2) (7,3) 统计[1,3]滑动窗口的答案,也是 7
- i==4 a[4]不比队尾元素大,不用弹出队尾,压入新元素 队列里 (7,2) (7,3) ( 6,4 ) 统计[2,4]滑动窗口的答案,也是 7
- i==5 a[5]不比队尾元素大,不用弹出队尾,压入新元素 队列里 (7,2) (7,3)( 6,4 )( 5,5 ) 这时候 i 和队首位置差已经超过了滑动窗口长度,弹出队首 队列里 (7,3) ( 6,4 )( 5,5 ) 这个窗口答案也为 7
复杂度分析
时间复杂度:每个元素进队出队都只有一次,所以复杂度是 O(N)的 空间复杂度:队列里元素最多为 N 个,所以空间复杂度也是 O(N)
public class Solution { /** * @param nums: A list of integers. * @param k: An integer * @return: The maximum number inside the window at each moving. */ public List<Integer> maxSlidingWindow(int[] nums, int k) { // write your code here // 答案数组和单调队列 List<Integer> ans = new ArrayList<Integer>(); Deque<Integer> qmax = new LinkedList<Integer>(); int n = nums.length; for(int i = 0; i < n; i++) { //维护单调性 while(!qmax.isEmpty() && nums[i] > nums[qmax.getLast()]) qmax.removeLast(); //滑动窗口的长度超过了 k 删掉超过的部分 if(!qmax.isEmpty() && i - qmax.getFirst() >= k) qmax.removeFirst(); qmax.addLast(i); //统计答案 if(i >= k - 1) { ans.add(nums[qmax.getFirst()]); } } return ans; } }
大佬有話說 (3)