Wednesday, September 20, 2017

[LeetCode]Sliding Window Maximum


O(n * log n)的解法显而易见,用priority_queue即可。但是很显然,即使用了优先队列,我们还是包含了很多的重复计算,比如数组[0,3,1,2,4,-1,0],window size为3。那么当我们遍历到4的时候,我们之前在priority_queue里维护的所有东西都可以不要了,因为他们都没有4大,而且过期更早,无论如何他们都不会是之后任何一个window的最大值了。假设我们用stack来存,每次我们pop所有比当前数curr小的元素,然后push curr,这样我们可以排除我们不需要考虑的元素,并且这个栈是单调递减的。新加的元素我们已经处理完毕,接下来我们应该考虑如何处理过期的元素。如果过期的元素就是最大值,很简单我们remove stack最底下的元素,因为他是最大的。但是因为我们要从stack底层remove元素,再用stack就不行了,但是我们又要支持在末尾进行删除操作,所以queue也不行。这里我们需要用double-ended queue,其支持O(1)的首位插入和删除元素的操作,完美符合我们的需求。如果过期的不是最大值,事实上我们我们没有必要一定要现在将其从dequeue上去除,因为对于结果不影响,我们只需要在remove dequeue首位元素(原stack最底层,也就是最大值)时,一口气把所有之后成为dequeue首位元素仍然过期的元素去除即可,这样对之后的结果也不会产生影响。整体算法如下:

  • 将所有dequeue末尾小于等于当前元素curr的数pop out,再插入curr
  • 如果dequeu首位元素过期,将其remove,重复此操作直到首位元素不过期
  • dequeue首位元素即为window maximum
时间复杂度和空间复杂度都是O(n),因为所有元素只在dequeue上进出一次。代码如下:


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