AcWing 154. 滑动窗口
发布日期:2021-05-07 14:08:28 浏览次数:25 分类:原创文章

本文共 2479 字,大约阅读时间需要 8 分钟。

给定一个大小为n≤106n≤106的数组。

有一个大小为k的滑动窗口,它从数组的最左边移动到最右边。

您只能在窗口中看到k个数字。

每次滑动窗口向右移动一个位置。

以下是一个例子:

该数组为[1 3 -1 -3 5 3 6 7],k为3。

窗口位置 最小值 最大值
[1 3 -1] -3 5 3 6 7 -1 3
1 [3 -1 -3] 5 3 6 7 -3 3
1 3 [-1 -3 5] 3 6 7 -3 5
1 3 -1 [-3 5 3] 6 7 -3 5
1 3 -1 -3 [5 3 6] 7 3 6
1 3 -1 -3 5 [3 6 7] 3 7

您的任务是确定滑动窗口位于每个位置时,窗口中的最大值和最小值。

输入格式

输入包含两行。

第一行包含两个整数n和k,分别代表数组长度和滑动窗口的长度。

第二行有n个整数,代表数组的具体数值。

同行数据之间用空格隔开。

输出格式

输出包含两个。

第一行输出,从左至右,每个位置滑动窗口中的最小值。

第二行输出,从左至右,每个位置滑动窗口中的最大值。

输入样例:

8 31 3 -1 -3 5 3 6 7

输出样例:

-1 -3 -3 -3 3 33 3 5 5 6 7

思想:

1、暴力解法

外层循环整个数组,内层循环当前节点下前k个下标,找到最小值输出即可;时间复杂度O(kn)

伪代码:

for(i = 0; i < n;++i){外层循环整个数组

for(j = i - k + 1; j < =i; ++j)内层循环区间【i - k + 1, i]】比较找到最小值

}

2、单调队列优化(单调递增),原则保证队头是最小的依单调递增,每次加入队列前要与队尾比较(小于队尾,则出队),因为队尾是队列中最大的

1 3 -1】 -3】  5】 3】 6】7】

       -1     -3     -3    -3    3    3

观察上图【】表示队列元素

思想:

队空,1 进队列【1】;

3比1小,3进队列【1,3】;

-1比3小,3出队【1】,继续比,我们要保证单调性,-1比1小,1出队【】,队空,当前元素入队【-1】;坐标大于等于k,输出队头-1

-3比-1小,-1出队,队空-3入队【-3】 输出队头-3;

5比-3大,5入队【-3,5】输出队头-3;

3比5小,5出队,3比-3大,3入队【-3,3】输出队头-3

此时-3的坐标是3,6的坐标是6,不再区间[4,6]内,因此队头出队【3】,6与3大,6入队,输出队头3

7比6大,7入队【3,6,7】输出队头3

结果是

-1 -3 -3 -3 3 3

同理最大值也是构造单调队列(单调递减)

import java.io.*;import java.lang.Integer;class Main{    static int N = 1000010;//>10^6    static int[] q = new int[N], p = new int[N];    public static void main(String[] args)throws Exception{        BufferedReader buf = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));        BufferedWriter buw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(System.out));        String[] params = buf.readLine().split(" ");        int n = Integer.valueOf(params[0]);        int k = Integer.valueOf(params[1]);        String[] nums = buf.readLine().split(" ");        int hh = 0, tt = -1;        for(int i = 0; i < n; ++i){            p[i] = Integer.valueOf(nums[i]);        }        for(int i = 0; i < n; ++i){            if(hh <= tt && i - k + 1 > q[hh])hh++;//保证滑动窗口的大小为k,i - k + 1计算得到队头下标与队头下标q[hh]比较,如果大于队头则加1            while(hh <= tt && p[i] < p[q[tt]])tt--;//剔除单调队列前面大的,直到遇到比自己小的            q[++tt] = i;            if(hh <= tt && i >= (k - 1))buw.write(p[q[hh]] + " ");        }        buw.write("\n");//换行        buw.flush();        hh = 0; tt = -1;        for(int i = 0; i < n; ++i){            if(hh <= tt && i - k + 1 > q[hh])hh++;//保证滑动窗口的大小为k,大于k则队头后移            while(hh <= tt && p[i] > p[q[tt]])tt--;//剔除单调队列前面小的,直到遇到比自己大的的            q[++tt] = i;            if(hh <= tt && i >= (k - 1))buw.write(p[q[hh]] + " ");        }        buw.flush();        buf.close();        buw.close();    }}

 

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