天,这题我已经没有底气高呼“水”了。。。
题目的地址:
https://leetcode.com/problems/sliding-window-maximum/
题目内容:
Given an array nums, there is a sliding window of size k which is moving from the very left of the array to the very right. You can only see the k numbers in the window. Each time the sliding window moves right by one position.
For example,
Given nums = [1,3,-1,-3,5,3,6,7]
, and k = 3.
Window position Max
--------------- -----
[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
Therefore, return the max sliding window as [3,3,5,5,6,7]
.
Note:
You may assume k is always valid, ie: 1 ≤ k ≤ input array's size for non-empty array.
Follow up:
Could you solve it in linear time?
题目解析:
关键是线性时间。开头我试图通过动态规划定义子问题来解决,然而这并没有什么卵用,怀疑自己已经患上了一定程度的动态规划病,需要重读CLRS回炉一番
其实有第二个关键点。均摊复杂度和严格复杂度,对于“线性时间内解决”这个要求而言,并没有什么不同的地方。
第三个关键点,就是这是一个动态维护的队列,你要在不重新遍历队中元素的情况下维护一个最值。
不知道各位是否做过O(1)时间内维护一个栈中最值的问题,如果没有,可以看看这篇老文:
【原创】leetCodeOj --- Min Stack 解题报告
那位说了,刚才还讲本质上是动态队列,现在你拿栈出来坑蒙拐骗,放学别走
别急别急,不是还能用栈模拟队列吗?
两个栈,队列的push操作,就把元素压到栈1。队列的pop操作,首先检查栈2是否非空,若栈2有元素,直接pop。若栈2无元素,则把当前栈1中全部的元素压进栈2。
这样,我们能够维护一个栈中的最值,就能维护一个队列中的最值。
因为当前队列中的全部元素都分布在这两个栈中,因此,这两个栈的最值再比一轮,就是最后的最值。
又有人问了,pop一次,栈2有东西还好,若没有,就得捣腾半天,把栈1的元素挨个压进栈2,这算哪门子线性时间?
还真是线性时间,别忘了均摊复杂度
每个元素,进队被压进一次栈1,出队时被压进栈2一次,算上弹出操作2次,一共只有4次操作。
一共n个元素
那就是4n个操作
不就是线性吗?
关键在于,一次实际的操作可能只有弹出一次,而压栈的操作被集成在某次弹出时集中执行了。
具体代码:
public class Solution { public int[] maxSlidingWindow(int[] nums, int k) {
if (nums.length == 0) {
return nums;
}
int[] res = new int[nums.length - k + 1];
MinQueue queue = new MinQueue();
for (int i = 0; i < k; i ++) {
queue.push(nums[i]);
}
res[0] = queue.getMax();
int index = 1;
for (int i = k; i < nums.length; i ++) {
queue.pop();
queue.push(nums[i]);
res[index ++] = queue.getMax();
}
return res;
} class MinQueue { LinkedList<Integer> stack1 = new LinkedList<Integer>();
LinkedList<Integer> stack2 = new LinkedList<Integer>();
LinkedList<Integer> maxOne = new LinkedList<Integer>();
LinkedList<Integer> maxTwo = new LinkedList<Integer>(); public void push(Integer item) {
pushOne(item);
} public Integer pop() {
Integer res = null;
if (stack2.size() == 0) {
while (stack1.size() != 0) {
pushTwo(popOne());
}
}
res = stack2.pop();
maxTwo.pop();
return res;
} public Integer getMax() {
Integer one = maxOne.peek();
Integer two = maxTwo.peek();
if (one == null) {
return two;
} else if (two == null){
return one;
}
return one > two ? one : two;
} private Integer popOne() {
Integer res = null;
maxOne.pop();
res = stack1.pop();
return res;
} private void pushOne(Integer item) {
stack1.push(item);
if (stack1.size() == 1) {
maxOne.push(item);
} else {
Integer front = maxOne.peek();
if (front < item) {
maxOne.push(item);
} else {
maxOne.push(front);
}
}
} private void pushTwo(Integer item) {
stack2.push(item);
if (stack2.size() == 1) {
maxTwo.push(item);
} else {
Integer front = maxTwo.peek();
if (front < item) {
maxTwo.push(item);
} else {
maxTwo.push(front);
}
}
}
} }