剑指offer-----滑动窗口的最大值(java版)

一 题目

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}；

二 例子

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]}。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}；

三 思路

第1种方法：

使用java的优先队列（也就是堆），我们可以使用最大堆（PriorityQueue默认是最小堆，构建最大堆只需要在构建时传入一个comparator即可），在滑动窗口滑动时，将当前元素加入最大堆（PriorityQueue）中，堆顶的元素即是最大值，同时还要判断当前元素是否存在于当前窗口中，不存在的话弹出，最后就把该元素添加入Arraylist

第2种方法：

我们可以使用双向队列（Linklist），队列中只存放当前元素的下标，设新来的元素为k，如果前面的元素比k小，直接把前面的删除（因为不可能成为后面窗口的最大值），如果前面的元素比k大，判断是否还在窗口范围内，不在则移除

①先判断当前队列是否为空，如果不空而且当前元素比队列中尾端的元素大，将队列元素的尾端弹出；

②判断队列头元素（存的是下标）是否还在滑动窗口范围中，不在则把头元素移除；

四 程序源码

第一种方法：

import java.util.ArrayList;import java.util.Comparator;import java.util.PriorityQueue;/** * @author tanzj * @create 2016-12-24 19:14 */class tmp{    public tmp() {    }    public tmp(Integer num,Integer pos) {        this.pos = pos;        this.num = num;    }    public Integer pos;    public Integer num;    public Integer getNum() {        return num;    }    public void setNum(Integer num) {        this.num = num;    }    public Integer getPos() {        return pos;    }    public void setPos(Integer pos) {        this.pos = pos;    }}public class Solution {    public ArrayList<Integer> maxInWindows(int [] num, int size) {        ArrayList<Integer> arr = new ArrayList<>();        if (num==null)            return arr;        if (num.length<size||size<=0)            return arr;        PriorityQueue<tmp> q = new PriorityQueue<>(100, new Comparator<tmp>() {            @Override            public int compare(tmp o1, tmp o2) {                return o2.num-o1.num;            }        });        for (int i=0;i<size-1;i++)            q.offer(new tmp(num[i],i));        for (int i=size-1;i<num.length;i++){            q.offer(new tmp(num[i],i));            tmp p = q.peek();            while (p.getPos()<i-(size-1)){                q.poll();                p = q.peek();            }            arr.add(p.getNum());        }        return arr;    }}

第二种方法：

import java.util.ArrayList;import java.util.Deque;import java.util.LinkedList;public class Solution {    public ArrayList<Integer> maxInWindows(int [] num, int size) {        ArrayList<Integer> arr = new ArrayList<>();        if (num==null)            return arr;        if (num.length<size||size<=0)            return arr;        Deque<Integer> queue = new LinkedList<>();        for (int i=0;i<num.length;i++){             while (!queue.isEmpty()&&num[i]>=num[queue.getLast()])                queue.pollLast();            while (!queue.isEmpty()&&queue.getFirst()<i-(size-1))                queue.pollFirst();            queue.offerLast(i);             if (i+1>=size)                arr.add(num[queue.getFirst()]);        }        return arr;    }}