剑指offer(C++)-JZ59:滑动窗口的最大值(数据结构-队列 & 栈)

简介: 剑指offer(C++)-JZ59:滑动窗口的最大值(数据结构-队列 & 栈)

题目描述:

给定一个长度为 n 的数组 nums 和滑动窗口的大小 size ,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}; 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]}。


数据范围: 1≤size≤n≤10000,数组中每个元素的值满足∣val∣≤10000


要求:空间复杂度 O(n),时间复杂度 O(n)

示例:

输入:

[2,3,4,2,6,2,5,1],3


返回值:

[4,4,6,6,6,5]

解题思路:

本题考察数据结构队列 & 栈的使用。本文采用双向队列的方式解题,即首尾均可以放入和弹出。


1)判断窗口尺寸是否大于数组尺寸。


2)先确定首个窗口,此时队列中首位是当前窗口的最大值,因为比该值更小的值被弹出了,而后面更小的值则存放在队列中。


3)以首个窗口的后一数值为起始,步进遍历。遍历中执行该步骤:存放队列的首个数值至vector中,该值也是上个窗口的最大值;弹出当前窗口外的数值;放入新的值,同时把队列中比该值小的数值弹出。


4)这样操作下来,队列的首位始终是窗口的最大值,不用再执行窗口的遍历操作了。

测试代码:

class Solution {
public:
    vector<int> maxInWindows(const vector<int>& num, unsigned int size) {
        vector<int> res;
        // 窗口大于数组长度的时候,返回空
        if(size > num.size() || size == 0)
            return res;
        // 队列
        deque <int> dq;  
        // 先确定首个窗口
        for(int i = 0; i < size; i++)
        {
            // 去掉比自己先进队列的小于自己的值
            while(!dq.empty() && num[dq.back()] < num[i]) 
                dq.pop_back();
            dq.push_back(i);
        }
        // 遍历后续数组元素
        for(int i = size; i < num.size(); i++)
        {
            res.push_back(num[dq.front()]);
            // 弹出当前窗口外的值
            while(!dq.empty() && dq.front() < (i - size + 1))
                dq.pop_front();  
            // 去掉比自己先进队列的小于自己的值
            while(!dq.empty() && num[dq.back()] < num[i])
                dq.pop_back();
            dq.push_back(i);
        }
        res.push_back(num[dq.front()]);
        return res;
    }
};


相关文章
|
6月前
|
前端开发 Java
java实现队列数据结构代码详解
本文详细解析了Java中队列数据结构的实现,包括队列的基本概念、应用场景及代码实现。队列是一种遵循“先进先出”原则的线性结构,支持在队尾插入和队头删除操作。文章介绍了顺序队列与链式队列,并重点分析了循环队列的实现方式以解决溢出问题。通过具体代码示例(如`enqueue`入队和`dequeue`出队),展示了队列的操作逻辑,帮助读者深入理解其工作机制。
170 1
232.用栈实现队列,225. 用队列实现栈
在232题中,通过两个栈(`stIn`和`stOut`)模拟队列的先入先出(FIFO)行为。`push`操作将元素压入`stIn`,`pop`和`peek`操作则通过将`stIn`的元素转移到`stOut`来实现队列的顺序访问。 225题则是利用单个队列(`que`)模拟栈的后入先出(LIFO)特性。通过多次调整队列头部元素的位置,确保弹出顺序符合栈的要求。`top`操作直接返回队列尾部元素,`empty`判断队列是否为空。 两题均仅使用基础数据结构操作,展示了栈与队列之间的转换逻辑。
|
9月前
|
存储 C语言 C++
【C++数据结构——栈与队列】顺序栈的基本运算(头歌实践教学平台习题)【合集】
本关任务:编写一个程序实现顺序栈的基本运算。开始你的任务吧,祝你成功!​ 相关知识 初始化栈 销毁栈 判断栈是否为空 进栈 出栈 取栈顶元素 1.初始化栈 概念:初始化栈是为栈的使用做准备,包括分配内存空间(如果是动态分配)和设置栈的初始状态。栈有顺序栈和链式栈两种常见形式。对于顺序栈,通常需要定义一个数组来存储栈元素,并设置一个变量来记录栈顶位置;对于链式栈,需要定义节点结构,包含数据域和指针域,同时初始化栈顶指针。 示例(顺序栈): 以下是一个简单的顺序栈初始化示例,假设用C语言实现,栈中存储
347 77
|
8月前
|
算法 调度 C++
STL——栈和队列和优先队列
通过以上对栈、队列和优先队列的详细解释和示例,希望能帮助读者更好地理解和应用这些重要的数据结构。
176 11
|
8月前
|
DataX
☀☀☀☀☀☀☀有关栈和队列应用的oj题讲解☼☼☼☼☼☼☼
### 简介 本文介绍了三种数据结构的实现方法:用两个队列实现栈、用两个栈实现队列以及设计循环队列。具体思路如下: 1. **用两个队列实现栈**: - 插入元素时,选择非空队列进行插入。 - 移除栈顶元素时,将非空队列中的元素依次转移到另一个队列,直到只剩下一个元素,然后弹出该元素。 - 判空条件为两个队列均为空。 2. **用两个栈实现队列**: - 插入元素时,选择非空栈进行插入。 - 移除队首元素时,将非空栈中的元素依次转移到另一个栈,再将这些元素重新放回原栈以保持顺序。 - 判空条件为两个栈均为空。
|
8月前
|
存储 算法 C++
【c++丨STL】priority_queue(优先级队列)的使用与模拟实现
本文介绍了STL中的容器适配器`priority_queue`(优先级队列)。`priority_queue`根据严格的弱排序标准设计,确保其第一个元素始终是最大元素。它底层使用堆结构实现,支持大堆和小堆,默认为大堆。常用操作包括构造函数、`empty`、`size`、`top`、`push`、`pop`和`swap`等。我们还模拟实现了`priority_queue`,通过仿函数控制堆的类型,并调用封装容器的接口实现功能。最后,感谢大家的支持与关注。
408 1
|
9月前
|
存储 人工智能 算法
【C++数据结构——图】最短路径(头歌教学实验平台习题) 【合集】
任务描述 本关任务:编写一个程序,利用Dijkstra算法,实现带权有向图的最短路径。 相关知识 为了完成本关任务,你需要掌握:Dijkst本关任务:编写一个程序,利用Dijkstra算法,实现带权有向图的最短路径。为了完成本关任务,你需要掌握:Dijkstra算法。带权有向图:该图对应的二维数组如下所示:Dijkstra算法:Dijkstra算法是指给定一个带权有向图G与源点v,求从v到G中其他顶点的最短路径。Dijkstra算法的具体步骤如下:(1)初始时,S只包含源点,即S={v},v的距离为0。
125 15
|
9月前
|
C++
【C++数据结构——树】二叉树的性质(头歌实践教学平台习题)【合集】
本文档介绍了如何根据二叉树的括号表示串创建二叉树,并计算其结点个数、叶子结点个数、某结点的层次和二叉树的宽度。主要内容包括: 1. **定义二叉树节点结构体**:定义了包含节点值、左子节点指针和右子节点指针的结构体。 2. **实现构建二叉树的函数**:通过解析括号表示串,递归地构建二叉树的各个节点及其子树。 3. **使用示例**:展示了如何调用 `buildTree` 函数构建二叉树并进行简单验证。 4. **计算二叉树属性**: - 计算二叉树节点个数。 - 计算二叉树叶子节点个数。 - 计算某节点的层次。 - 计算二叉树的宽度。 最后,提供了测试说明及通关代
168 10
|
8月前
|
编译器 C++ 开发者
【C++篇】深度解析类与对象(下)
在上一篇博客中,我们学习了C++的基础类与对象概念,包括类的定义、对象的使用和构造函数的作用。在这一篇,我们将深入探讨C++类的一些重要特性,如构造函数的高级用法、类型转换、static成员、友元、内部类、匿名对象,以及对象拷贝优化等。这些内容可以帮助你更好地理解和应用面向对象编程的核心理念,提升代码的健壮性、灵活性和可维护性。
|
4月前
|
人工智能 机器人 编译器
c++模板初阶----函数模板与类模板
class 类模板名private://类内成员声明class Apublic:A(T val):a(val){}private:T a;return 0;运行结果:注意:类模板中的成员函数若是放在类外定义时,需要加模板参数列表。return 0;
100 0

热门文章

最新文章