Leetcode番外篇——滑动窗口的应用

简介: 不论是用优先级队列,还是用双向队列,都用到了这一点思想:即如果是最大的值被删掉了而它却仍然在我们所创建的数据结构里,不需要慌,只要在出来的时候(top的时候)判断一下它是不是在我们滑动窗口的范围之内就可以了。

我们刚刚在上一节讲述了TCP的滑动窗口。殊不知,它在我们OJ当中也是有应用的。


我们来介绍几道题目来看看:


1、寻找异位词


438. 找到字符串中所有字母异位词 - 力扣(Leetcode)

微信图片_20221211163029.png



这道题就可以很好地利用滑动窗口来解决。


代码附下,在代码给出之前,需要指出一些需要注意的地方。


1、滑动窗口需要注意的是:充分利用其特性——在滑动的时候,中间的大部分元素都是不变的,变化的仅仅是滑动窗口的两端。


2、滑动窗口可以进行优化:不需要重新开辟数组用于维护判断的条件,可以用差值来进行计算。


3、注意一个元素在滑动窗口中统计的时候是加还是减。我们这里统一约定:一个元素只要在滑动窗口中,就加,否则,就减。像本题的其他条件(串p)是用来将滑动窗口中的数据抵消掉的(所以抵消掉和元素不在都是减)。 —— 我们的核心是围绕着数据是否在滑动窗口里。


代码如下:

class Solution {
public:
    vector<int> findAnagrams(string s, string p) {
        int Ssize = s.size(),Psize = p.size();
        if(Ssize < Psize){
            return {};
        }
        int differ = 0;
        vector<int> v;
        vector<int> count(26,0);
        for(int i = 0;i < Psize; i++){
            --count[s[i]-'a'];
            ++count[p[i]-'a'];
        }
        for(auto& e: count){
            if(e != 0){
                ++differ;
            }
        }
        if(differ == 0){
            v.push_back(0);
        }
        for(int i = 0;i < Ssize-Psize;i++){
            if(count[s[i]-'a'] == -1){
                --differ;
            }
            else if(count[s[i]-'a'] == 0){
                ++differ;
            }
            count[s[i]-'a']++;
            if(count[s[i+Psize]-'a'] == 1){
                --differ;
            }
            else if(count[s[i+Psize] - 'a'] == 0){
                ++differ;
            }
            count[s[i+Psize]-'a']--;
            if(differ == 0){
                v.push_back(i+1);
            }
        }
        return v;
    }
};



我们再给出一道题:


2、滑动窗口最大值


239. 滑动窗口最大值 - 力扣(Leetcode)

微信图片_20221211163044.png


这是一道非常典型的算法问题。

还是滑动窗口。

但是滑动窗口需要加上一些其他的东西。提示一下,可以和优先级队列或者是双关队列结合在一起。

本题的难度实际一般,关键就是需要想到取最大的数的时候,不要着急去删除就可以了。


不论是用优先级队列,还是用双向队列,都用到了这一点思想:即如果是最大的值被删掉了而它却仍然在我们所创建的数据结构里,不需要慌,只要在出来的时候(top的时候)判断一下它是不是在我们滑动窗口的范围之内就可以了。


我们将运用优先级队列和双关队列的方法都给出:

//运用优先级队列求解
class Solution {
public:
    vector<int> maxSlidingWindow(vector<int>& nums, int k) {
        vector<int> v;
        priority_queue<pair<int,int>> mp;
        if(nums.size() == 0)return {};
        int max = nums[0];
        for(int i = 0;i < k; i++){
            mp.push(make_pair(nums[i],i));
            if(max < nums[i]){
                max = nums[i];
            }
        }
        v.push_back(max);
        for(int i = 0;i < nums.size() - k;i++){
           mp.push(pair<int,int>(nums[i+k],i+k));
           while(mp.top().second <= i){
               mp.pop();
           }
           max = mp.top().first;
           v.push_back(max);
        }
        return v;
    }
};
//运用双关队列求解
class Solution {
public:
    vector<int> maxSlidingWindow(vector<int>& nums, int k) {
        deque<int> dq;
        vector<int> v;
        for(int i = 0;i < k; i++){
            while(!dq.empty() && nums[i] >= nums[dq.back()]){
                dq.pop_back();
            }
            dq.push_back(i);
        }
        v.push_back(nums[dq.front()]);
        //此时窗口已经形成
        for(int i = k;i < nums.size();i++){
            while(!dq.empty() && nums[i] >= nums[dq.back()]){
                dq.pop_back();
            }
            dq.push_back(i);
            while(dq.front() <= i - k){
                dq.pop_front();
            }
            v.push_back(nums[dq.front()]);
        }
        return v;
    }
};


好啦,本节的内容就到这里啦~~



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