# 题目

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?

给你一个整数数组 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

示例 1:

输入:nums = [1,3,-1,-3,5,3,6,7], 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

示例 2:

输入:nums = [1], k = 1
输出:[1]

提示:

  • 1 <= nums.length <= 105
  • -104 <= nums[i] <= 104
  • 1 <= k <= nums.length

239. 滑动窗口最大值 - 力扣(LeetCode)

# 分析

单调队列的经典题目

队列存放滑动窗口内的元素,窗口移动,队列也相对于的 push 和 pop

那么最大元素怎么实现,这就需要单调队列。我们需要把让队列里的元素排序,并且最大的元素在队列出口,这样才能 front 返回最大元素,但排序过的队列怎么随着滑动窗口的移动变化呢?这需要我们自己实现这个单调队列

设计单调队列的时候,我们需要让单调队列单调递减,这样出口就是最大元素,pop,和 push 操作要保持如下规则:

  1. pop (value):如果窗口移除的元素 value 等于单调队列的出口元素,那么队列弹出元素,否则不用任何操作
  2. push (value):如果 push 的元素 value 大于入口元素的数值,那么就将队列入口的元素弹出,直到 push 元素的数值小于等于队列入口元素的数值为止

保持如上规则,每次窗口移动的时候,只要问 que.front () 就可以返回当前窗口的最大值

// 时间复杂度: O (n)
// 空间复杂度: O (k)
class Solution {
private:
    class MyQueue { // 单调队列(从大到小)
    public:
        deque<int> que; // 使用 deque 来实现单调队列
        // 每次弹出的时候,比较当前要弹出的数值是否等于队列出口元素的数值,如果相等则弹出。
        // 同时 pop 之前判断队列当前是否为空。
        void pop(int value) {
            if (!que.empty() && value == que.front()) {
                que.pop_front();
            }
        }
        // 如果 push 的数值大于入口元素的数值,那么就将队列后端的数值弹出,直到 push 的数值小于等于队列入口元素的数值为止。
        // 这样就保持了队列里的数值是单调从大到小的了。
        void push(int value) {
            while (!que.empty() && value > que.back()) {
                que.pop_back();
            }
            que.push_back(value);// 移除队列末尾元素
        }
        // 查询当前队列里的最大值 直接返回队列前端也就是 front 就可以了。
        int front() {
            return que.front();
        }
    };
public:
    vector<int> maxSlidingWindow(vector<int>& nums, int k) {
        MyQueue que;
        vector<int> result;
        for (int i = 0; i < k; i++) { // 先将前 k 的元素放进队列
            que.push(nums[i]);
        }
        result.push_back(que.front()); //result 记录前 k 的元素的最大值
        for (int i = k; i < nums.size(); i++) {
            que.pop(nums[i - k]); // 滑动窗口移除最前面元素
            que.push(nums[i]); // 滑动窗口前加入最后面的元素
            result.push_back(que.front()); // 记录对应的最大值
        }
        return result;
    }
};