本篇文章我将为大家介绍一道算法题目，滑动窗口最大值的实现。下面我将通过编写Java程序，展示用Java实现滑动窗口最大值的内容。
一、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。
二、单调队列解析
题目让求随着滑动窗口的滑动，返回窗口覆盖范围的最大值
该题不适合优先级队列，因为采用大顶堆存放k个数字，可以知道此时的最大值，但是窗口是滑动的，大顶堆每次只能弹出最大值，无法移除其他值，即无法用大顶堆维护滑动窗口里的值。
所以采用队列维护，随着窗口的移动，队列先进先出
此时对队列的要求是，队列首位为最大值，整个队列呈递减
例如：1,3,-1,-3,5,3,6,7
初始：1,3,-1，队列存入3,-1，使其保持递减，且首位为此时滑动窗口的最大值
移动到-3，队列：3,-1,-3
移动到5，队列：5
移动到3，队列：5,3
移动到6，队列：6
移动到7，队列：7
所以为了满足要求，需要自定义队列
从示例可以看出，队列没必要维护窗口里所有元素，只需要保证队列首位此时窗口的最大，而且，队列元素为递减，具体看代码
三、代码
import java.util.Deque;
import java.util.LinkedList;
//自定义数组
class MyQueue {
Deque<Integer> deque = new LinkedList<>();
//弹出元素时，比较当前要弹出的数值是否等于队列出口的数值，如果相等则弹出
//同时判断队列当前是否为空
void poll(int val) {
if (!deque.isEmpty() && val == deque.peek()) {
deque.poll();
}
}
//添加元素时，如果要添加的元素大于入口处的元素，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 val) {
while (!deque.isEmpty() && val > deque.getLast()) {
deque.removeLast();
}
deque.add(val);
}
//队列队顶元素始终为最大值
int peek() {
return deque.peek();
}
}
class Solution {
public int[] maxSlidingWindow(int[] nums, int k) {
if (nums.length == 1) {
return nums;
}
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();
//先将前k的元素放入队列
for (int i = 0; i < k; i++) {
myQueue.add(nums[i]);
}
res[num++] = myQueue.peek();
for (int i = k; i < nums.length; i++) {
//滑动窗口移除最前面的元素，移除是判断该元素是否放入队列
myQueue.poll(nums[i - k]);
//滑动窗口加入最后面的元素
myQueue.add(nums[i]);
//记录对应的最大值
res[num++] = myQueue.peek();
}
return res;
}
}
四、总结
该题利用了单调队列，需要自己定义入队出队规则
入队：保持队首元素始终最大，同时队内维护窗口的大小个元素，呈现递减
出队：判断当前元素是否入队，在队内，再随着窗口的滑动执行出队操作
到此这篇关于 Java 滑动窗口最大值的实现的文章就介绍到这了,更多相关 Java 算法题目练习的内容请搜索W3Cschool以前的文章或继续浏览下面的相关文章，也希望大家以后多多支持！
