数据结构--窗口内最大值最小值的更新结构（单调双向队列）

窗口内最大值最小值的更新结构（单调双向队列）

 滑动窗口的最大值

窗口滑动的规则：

L，R开始均指向数组的最左边，L < R，

窗口内增加元素：R向右走，

窗口内减少元素：L向右走

R和L均不能向后退，只能向前走

 

数组array

采用双端链表LingkedList（双端队列）（index（在数组中的位置，可以用来表示过期没过期），value（在数组中的值）），链表内保证    尾进头出，且保证从头到尾是从大到小排序

当窗口内加数num时，从尾部进入，若尾部当前数大于num，则直接放入，若当前元素小于或等于num，则将其弹出，一直到满足其中的数大于num或者弹空了,保证降序排列。

当窗口减数num时，检查头部的数的index，如果是已经过期（即数组中该数不在窗口内）则从头部弹出

注：可以在双端队列中只存下标，因为可以从数组array中通过下标拿到值

 

 

 

生成窗口最大值数组
有一个整型数组arr和一个大小为w的窗口从数组的最左边滑到最右边， 窗口每次向右边滑一个位置。
例如， 数组为[4,3,5,4,3,3,6,7]， 窗口大小为3时：
[4 3 5] 4 3 3 6 7 窗口中最大值为5
4 [3 5 4] 3 3 6 7 窗口中最大值为5
4 3 [5 4 3] 3 6 7 窗口中最大值为5
4 3 5 [4 3 3] 6 7 窗口中最大值为4
4 3 5 4 [3 3 6] 7 窗口中最大值为6
4 3 5 4 3 [3 6 7] 窗口中最大值为7
如果数组长度为n， 窗口大小为w， 则一共产生n-w+1个窗口的最大值。
请实现一个函数。
输入： 整型数组arr， 窗口大小为w。
输出： 一个长度为n-w+1的数组res， res[i]表示每一种窗口状态下的最大值。
以本题为例， 结果应该返回{5,5,5,4,6,7}。

 

public class SlidingWindowMaxArray {

    public static int[] getMaxWindow(int[] arrays, int k){
        if(arrays == null || arrays.length == 0) return null;
        LinkedList<Integer> list = new LinkedList<>();
        int[] res = new int[arrays.length - k + 1];
        int x = 0;
        for(int i = 0; i < arrays.length; i++){
            while(!list.isEmpty() && arrays[list.peekLast()] <= arrays[i]){
                list.pollLast();
            }
            list.addLast(i);
            //判断是否过期
            while(list.peekFirst() == i - k){
                list.pollFirst();
            }
            //窗口大小超过k
            if(i >= k - 1){
                res[x++] = arrays[list.peekFirst()];
            }
        }
        return res;
    }

    public static void printArray(int[] arr) {
        for (int i = 0; i != arr.length; i++) {
            System.out.print(arr[i] + " ");
        }
        System.out.println();
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = { 4, 3, 5, 4, 3, 3, 6, 7 };
        int w = 3;
        printArray(getMaxWindow(arr, w));
    }
}