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  • 欧宝安德拉-滑动窗口(滑动窗口中的最大值)

    2022-5-6 diaba 欧宝安德拉

    package com.jiucaiyuan.net.question;
    
    import java.util.LinkedList;
    
    /**
     * 滑动窗口结构及滑动窗口应用
     *
     * @Author jiucaiyuan  2022/5/5 23:17
     * @mail services@jiucaiyuan.net
     */
    
    public class WindowMax {
        private int l;
        private int r;
        private int[] arr;  // arr[  [l  ..  r)     ]
        private LinkedList<Integer> qMax;  //保存数组中的下标,尾部加入数据,头部获得最大值
    
        public WindowMax(int[] a) {
            l = -1;
            r = 0;
            arr = a;
            qMax = new LinkedList<>();
        }
    
        public void addNumFromRight(int num) {
            if (r == arr.length) {
                return;
            }
            //如果双端队列不为空,刚进入窗口的数大于等于双端队列尾部的数
            while (!qMax.isEmpty() && arr[qMax.peekLast()] <= arr[r]) {
                qMax.pollLast();
            }
            qMax.addLast(r);
            r++;
        }
    
        public void removeNumFromLeft() {
            if (l >= r - 1) {
                return;
            }
            l++;
            //如果头部是要出窗口的数字,弹出
            if (arr[qMax.peekFirst()] == l) {
                qMax.pollFirst();
            }
        }
    
        /**
         * 获取窗口内最大值
         * 双端队列头到尾,单调递减
         *
         * @return
         */
        public Integer getMax() {
            if (!qMax.isEmpty()) {
                return arr[qMax.peekFirst()];
            }
            return null;
        }
    
        //以上是滑动窗口的结构介绍
        //以下是本体的解题代码
    
        /**
         * <pre>
         * 【题目】
         * 有一个整形数组arr和一个大小为w的窗口,窗口从最左边滑到最右边,
         * 窗口每次向右滑动一个位置。
         * 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
         *  4,[3,5,4,]3,3,6,7
         *  4,3,[5,4,3,]3,6,7
         *  4,3,5,[4,3,3,]6,7
         *  4,3,5,4,[3,3,6,]7
         *  4,3,5,4,3,[3,6,7]
         *  窗口中最大值为5 5 5 4 6 7
         *  如果数组长度为n,窗口大小为w,则一共产生n-w+1个窗口最大值
         *  请实现一个函数,输入整形数组arr,和窗口大小w,输出一个长度为n-w+1的数组res,
         *  res[i]表示每个窗口状态下的最大值,
         *  本例输出[5,5,5,4,6,7]
         *  </pre>
         *
         * @param arr 待扫描的数组
         * @param w   窗口大小
         * @return 滑动过程中形成窗口中的最大值
         */
        public static int[] getMaxWindow(int[] arr, int w) {
            if (arr == null || w < 1 || arr.length < w) {
                return null;
            }
            //双端队列,存储下标,值从大到小的顺序
            LinkedList<Integer> qmax = new LinkedList<>();
            int[] res = new int[arr.length - w + 1];
            int index = 0;
            for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
                //当前入队时,要保证双端队列是单调递减的,从尾部加入,如果尾部元素<=当前值,出队
                while (!qmax.isEmpty() && arr[qmax.peekLast()] <= arr[i]) {
                    qmax.pollLast();
                }
                qmax.addLast(i);
                if (qmax.peekFirst() == i - w) {  // i-w 是过期的下标
                    qmax.pollFirst();
                }
                if (i >= w - 1) { //形成窗口了
                    res[index++] = arr[qmax.peekFirst()];
                }
            }
            return res;
        }
    }
    
    
    

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