双端队列的应用题解
来源:互联网 发布:rocketdock mac图标 编辑:程序博客网 时间:2024/05/02 07:41
1. 生成窗口最大值数组
有一个整型数组arr和一个大小为w的窗口从数组的最左边滑到最右边,窗口每次向右边滑一个位置。
例如,数组为[4,3,5,4,3,3,6,7],窗口大小为3时:
[4 3 5] 4 3 3 6 7 窗口中最大值为5
4 [3 5 4] 3 3 6 7 窗口中最大值为5
4 3 [5 4 3] 3 6 7 窗口中最大值为5
4 3 5 [4 3 3] 6 7 窗口中最大值为4
4 3 5 4 [3 3 6] 7 窗口中最大值为6
4 3 5 4 3 [3 6 7] 窗口中最大值为7
如果数组长度为n,窗口大小为w,则一共产生n-w+1个窗口的最大值。请实现一个函数,给定一个数组arr,窗口大小w。返回一个长度为n-w+1的数组res,res[i]表示每一种窗口状态下的最大值。以本题为例,结果应该返回[5,5,5,4,6,7]。
#include <iostream>#include <vector>#include<string>#include<algorithm>#include<deque>using namespace std;vector<int> findWindowMax(vector<int> &nums,int w) { int len = nums.size(); if (len <= 0 || w > len) return vector<int>(); deque<int>deq; vector<int>res(len-w+1); int index = 0; for (int i = 0; i < len; i++) { while (!deq.empty() && nums[deq.back()] <= nums[i]) deq.pop_back(); //弹出最后一个元素 deq.push_back(i); if (i - deq.front() == w) deq.pop_front(); //判断元素是否过期,双端队列中最多有w个元素,超过即弹出 if (i >= w - 1) //w=3时,i=2时即第一个窗口的最大值要记录 res[index++] = nums[deq.front()]; } return res;}int main() { vector<int> v = { 4,3,5,4,3,3,6,7 }; vector<int> res = findWindowMax(v, 3); for (auto c : res) cout << c << endl;}
- 最大值减去最小值小于或等于num的子数组数量
给定数组arr和整数num,返回有多少个子数组满足如下情况:
max(arr[i..j]) - min(arr[i..j]) <=num
max(arr[i..j])表示子数组arr[i..j]中的最大值,min(arr[i..j])表示子数组arr[i..j]中的最小值。如果数组长度为 N,请实现时间复杂度为 O(N)的解法。
分析:求出arr[i,j]中最大值减去最小值小于等于num的子数组的数目
有两个性质
(1)若arr[i,j]不满足要求,那么arr[i,j]的扩展数组也绝对不会满足要求
(2)若arr[i,j]满足要求,那么arr[i,j]的子数组也绝对会满足要求
deq_max保存子数组arr[i,j]的最大值并且是递减的
deq_min保存子数组arr[i,j]的最小值并且是递增的
时间复杂度:虽然有多重循环,但是i和j都没有退回,每次j停止,i最多向前移动到j位置,故为O(2*N)
内部的元素入队列和出队列也只是n次,故时间复杂度仍然为O(N).
int findMax(vector<int> &nums, int num) { int len = nums.size(); if (len == 0||len==1) return 0; deque<int> deq_max, deq_min; //deq_max 依次减小,头最大,而deq_min相反 int j = 0; int res = 0; // 保存子数组的个数 for (int i = 0; i < len; i++) { for (; j < len; j++) { while (!deq_max.empty() && nums[deq_max.back()] <= nums[j]) deq_max.pop_back(); deq_max.push_back(j); while (!deq_min.empty() && nums[deq_min.back()] >= nums[j]) deq_min.pop_back(); deq_min.push_back(j); if (nums[deq_max.front()] - nums[deq_min.front()]> num) break; } if (deq_max.front() == i) deq_max.pop_front(); //这里,如果最大值在i处,让其弹出,因为我们要让i++ if (deq_min.front() == i) deq_min.pop_front(); //同理 res += j - i; // j-i就是子数组的数量 } return res;}int main() { vector<int> v = { 4,3,5,4,3,3,6,7 }; cout<< findMax(v, 1);}
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