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

解法

单调队列法

class Solution {
    public int[] maxSlidingWindow(int[] nums, int k) {
        if (k == 1) return nums;
        int[] result = new int[nums.length - k + 1];
        int index = 0;
        Deque<Integer> sortDeque = new LinkedList<Integer>();
        for (int i = 0; i < k; i++) {
            if (sortDeque.isEmpty()) {
                sortDeque.offerLast(nums[i]);
            } else if (nums[i] <= sortDeque.peekFirst()) {
                // 小于队头元素，从队尾开始放入
                while (nums[i] > sortDeque.peekLast()) 
                    sortDeque.pollLast();
                sortDeque.offerLast(nums[i]);
            } else {
                while (!sortDeque.isEmpty())
                    sortDeque.pollFirst();
                sortDeque.offerFirst(nums[i]);
            }
        }
        result[index++] = sortDeque.peekFirst();
        int left = 0;
        for (left = 0; left < nums.length - k; left++) {
            int right = left + k;
            if (nums[left] == sortDeque.peekFirst()) {
                sortDeque.pollFirst();
            }
            if (nums[right] <= sortDeque.peekFirst()) {
                // 小于队头元素，从队尾开始放入
                while (nums[right] > sortDeque.peekLast()) 
                    sortDeque.pollLast();
                sortDeque.offerLast(nums[right]);
            } else {
                while (!sortDeque.isEmpty())
                    sortDeque.pollFirst();
                sortDeque.offerFirst(nums[right]);
            }
            result[index++] = sortDeque.peekFirst();
        }
        return result;

    }
}

优化

发现如果新加入的元素比队头元素（队列最大值）大的话，同样可以从队尾删除元素直至队列为空。

这样就节省了判断操作，而且代码更加简洁。

2. 用两个指针代替 for循环，增强可读性

class Solution {
    public int[] maxSlidingWindow(int[] nums, int k) {
        // 只关注最大值，用单调队列
        // 加入新的以后，旧的且比新元素小的可以直接出对
        if (k == 1) return nums;
        int[] result = new int[nums.length - k + 1];
        int index = 0;
        // 1. 单调队列
        Deque<Integer> sortQueue = new ArrayDeque<>();
        // 2. 将前 k 个元素入队
        for (int i = 0; i < k; i++) {
            while (!sortQueue.isEmpty() && nums[i] > sortQueue.peekLast()) {
                sortQueue.pollLast();
            }
            sortQueue.offerLast(nums[i]);
        }
        // 3. 移动窗口 left是要出窗口的，right是要进窗口的
        int left = 0, right = k;
        while (right < nums.length) {
            // 移动窗口前记录当前最大值
            result[index++] = sortQueue.peekFirst();
            // left 出窗口
            if (sortQueue.peekFirst() == nums[left]) 
                sortQueue.pollFirst();
            // right 入窗口
            while (!sortQueue.isEmpty() && nums[right] > sortQueue.peekLast()) 
                sortQueue.pollLast();
            sortQueue.offerLast(nums[right]);
            left++;
            right++;
        }
        result[index++] = sortQueue.peekFirst();
        return result;
    }
}