第9题求每次滑动窗口中的最大值（考察队列）

Posted 2022-08-23 小虚竹

回城传送–》《JAVA筑基100例》

文章目录

• 零、前言
• 一、题目描述
• 二、解题思路
• 三、代码详解
• 四、推荐专栏
• 五、示例源码下载

零、前言

​ 今天是学习 JAVA语言 打卡的第9天，每天我会提供一篇文章供群成员阅读（ 不需要订阅付钱 ），读完文章之后，按解题思路，自己再实现一遍。在小虚竹JAVA社区 中对应的 【打卡贴】打卡，今天的任务就算完成了。

​ 因为大家都在一起学习同一篇文章，所以有什么问题都可以在群里问，群里的小伙伴可以迅速地帮到你，一个人可以走得很快，一群人可以走得很远，有一起学习交流的战友，是多么幸运的事情。

​ 学完后，自己写篇学习报告的博客，可以发布到小虚竹JAVA社区 ，供学弟学妹们参考。

​ 我的学习策略很简单，题海策略+ 费曼学习法。如果能把这100题都认认真真自己实现一遍，那意味着 JAVA语言 已经筑基成功了。后面的进阶学习，可以继续跟着我，一起走向架构师之路。

一、题目描述

原题地址–》传送门
题目： 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：

二、解题思路

• 先了解什么是滑动窗口：先按示例1的数组来，窗口长度是3，窗口是向右移动，相当于是从数组的下标从0开始递增。增到下标为2时，满足窗口长度（这时窗口就形成了），然后计算窗口里3个数据的最大值。
  得到最大值后，窗口再向右移到一格，再计算窗口里3个数据的最大值。
  直到数组的最后一个元素形成的窗口比较完成，滑动窗口结束。

• 对于求**的最大值，我们可优先考虑队列来做

• 创建个数组result 用来保存每个窗口的最大值

• 本题用双向队列来实现，使用LinkedList 存储数组的下标

• 定义一个变量：rightIndex，表示滑动窗口右边界

• 定义一个变量：leftIndex,表示滑动窗口左边界

• 遍历数组

  • 用while循环，当队列非空时，数组滑动新的元素大于等于队尾的元素，则队尾的元素移掉，因为不是最大值；while循环结果条件，队列空了，或者数组滑动新的元素小于队尾的元素
  • 把数组滑动新的元素添加到LinkedList 中
  • 计算窗口左侧边界leftIndex
  • 队首的元素是整个窗口里最大的，但是当数组滑动时，队首的元素已经不在窗口内，就要移除掉
  • 因为数组的下标是从0开始，只有窗口右边界的下标+1>=k的值时，才能比较取窗口的最大值（队首的元素）
  • 把队首元素保存到result 中。
  • 最后把结果输出即可。

三、代码详解

package com.xiaoxuzhu;

import java.util.LinkedList;

/**
 * Description: 求每次滑动窗口中的最大值（考察队列）
 *
 * @author zenghw
 * @version 1.0
 *
 * <pre>
 * 修改记录:
 * 修改后版本	        修改人		修改日期			修改内容
 * 2022/8/20.1	    zenghw		2022/8/20		    Create
 * </pre>
 * @date 2022/8/20
 */
class Solution 

    public static void main(String[] args) 
        int[] nums =new int[]1,3,-1,-3,5,3,6,7;
        int k =3;
        int[] maxs =  maxSlidingWindow(nums,k);
        for (int max : maxs) 
            System.out.println(max);
        
    
    public static int[] maxSlidingWindow(int[] nums, int k) 
        // 用来保存每个窗口的最大值
        int[] result = new int[nums.length - k + 1];
        //本题用双向队列来实现，存储数组的下标
        LinkedList<Integer> queueLinkedList = new LinkedList<>();
        // 数组的下标从0开始，遍历数组，rightIndex表示滑动窗口右边界
        for(int rightIndex = 0; rightIndex < nums.length; rightIndex++) 
            // 用while循环，当队列非空时，数组滑动新的元素大于等于队尾的元素，则队尾的元素移掉，因为不是最大值
            // while循环结果条件，队列空了，或者数组滑动新的元素小于队尾的元素
            while (!queueLinkedList.isEmpty() && nums[rightIndex] >= nums[queueLinkedList.peekLast()]) 
                queueLinkedList.removeLast();
            
            // 存储数组右划的下标
            queueLinkedList.addLast(rightIndex);
            // 计算窗口左侧边界
            int leftIndex = rightIndex - k +1;
            // 队首的元素是整个窗口里最大的，但是当数组滑动时，队首的元素已经不在窗口内，就要移除掉
            if (queueLinkedList.peekFirst() < leftIndex) 
                queueLinkedList.removeFirst();
            
            // 因为数组的下标是从0开始，只有窗口右边界的下标+1>=k的值时，才能比较取窗口的最大值（队首的元素）
            if (rightIndex +1 >= k) 
                result[leftIndex] = nums[queueLinkedList.peekFirst()];
            
        
        return result;
    

四、推荐专栏

《JAVA从零到壹》

《JAVA从零到壹》第七讲：面向对象高级特性

五、示例源码下载

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