239. 滑动窗口最大值【困难】

题目

给你一个整数数组 nums，有一个大小为 k 的滑动窗口从数组的最左侧移动到数组的最右侧。你只可以看到在滑动窗口内的 k 个数字。滑动窗口每次只向右移动一位。

返回 滑动窗口中的最大值 。

示例 1：

输入：nums = [1,3,-1,-3,5,3,6,7], k = 3
输出：[3,3,5,5,6,7]
解释：
滑动窗口的位置 最大值

[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
示例 2：

输入：nums = [1], k = 1
输出：[1]

提示：

1 <= nums.length <= 105
-104 <= nums[i] <= 104
1 <= k <= nums.length

思路

1、我们需要设计一个单调队列，这里是第一次出现，和单调栈有所不同
2、pop(value)：如果窗口移除的元素value等于单调队列的出口元素，那么队列弹出元素，否则不用任何操作
3、push(value)：如果push的元素value大于入口元素的数值，那么就将队列入口的元素弹出，直到push元素的数值小于等于队列入口元素的数值为止
4、保持如上规则，每次窗口移动的时候，只要问que.front()就可以返回当前窗口的最大值。
5、题解中单调队列里的pop和push接口，仅适用于本题哈。单调队列不是一成不变的，而是不同场景不同写法，总之要保证队列里单调递减或递增的原则，所以叫做单调队列。

代码实现【java】

class Solution {
    public int[] maxSlidingWindow(int[] nums, int k) {
        // 如果只有一个元素就返回本身
        if(nums.length==1){
            return nums;
        }
        // 定义滑动窗口的长度
        int len = nums.length-k+1;
        // 存放结果元素的数组   
        int [] res = new int[len];

        int num = 0;
        // 自定义队列
        MyQueue myQueue = new MyQueue();
        // 将前k个元素放入队列
        for(int i =0;i<k;i++){
            myQueue.add(nums[i]);
        }
        // 将队列中的数据取出放入到res结果集中
        res[num++] = myQueue.peek();
        for(int i =k;i<nums.length;i++){
            // 判断该元素是否放入队列，我们用滑动窗口移除最前面的元素
            myQueue.poll(nums[i-k]);
            // 滑动窗口加入最后面的元素
            myQueue.add(nums[i]);
            // 记录最大的值
            res[num++] = myQueue.peek();
        }
    return res;

    }
}

class MyQueue{
    Deque<Integer> deque = new LinkedList<>();
    // 弹出元素，需要比较当前弹出，比较弹出的数值是否等于队列出口的数值，如果相等就弹出
    // 还要判断队列当前是否为空
    void poll( int value){
        if(!deque.isEmpty() && value==deque.peek()){
            deque.poll();
        }
    }

    // 添加元素，如果添加的元素大于入口出的元素，就将入口元素弹出
    // 保证队列元素单调递减
    // //比如此时队列元素3,1，2将要入队，比1大，所以1弹出，此时队列：3,2
    void add(int value){
        while(!deque.isEmpty() && value>deque.getLast()){
            deque.removeLast();
        }
        deque.add(value);
    }

    // 队列队顶元素始终为最大值
    int peek(){
        return deque.peek();
    }
}