Sliding Window Maximum--python

给定一个数组 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 k 内的数字。滑动窗口每次只向右移动一位。

例如，

给定 nums = [1,3,-1,-3,5,3,6,7]，和 k = 3 。

窗口位置 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
由此可见，返回最大的滑动窗口为：[3,3,5,5,6,7]。

注意：

你可以假设 k 一直都是有效的，例如：1 ≤ k ≤ 输入数组的大小，输入数组不为空。

进阶：

你能在线性时间复杂度内解决此题吗？

from collections import deque

class Solution(object):
    def maxSlidingWindow(self, nums, k):
        """
        :type nums: List[int]
        :type k: int
        :rtype: List[int]
        """
        # deque为双端队列
        dq = deque()
        max_numbers = []
        # 方法四：使用双向队列，时间复杂度O(n)。
        # 在队列中维持一个k长度窗口内的递减元素下标，为什么呢？因为当元素递增时，前面的元素就不需要了，因为最大值肯定不会是它们了。
        #
        # 顺序扫描每一个元素，当队头的元素超出窗口视野的时候，将对头元素出队；然后检查队尾，如果队尾元素小于或等于当前元素，
        # 则队尾元素出队，重复检查队尾直至队列为空或者队尾元素大于当前元素。然后当前元素入队。
        # 顺序扫描每一个元素
        for i in range(len(nums)):
            # 当队列中有值，并且元素递增时，让之前的元素出对
            # 之所以要判断dq不为空，是因为第二个条件需要取出对应的值进行比较
            while dq and nums[i] >= nums[dq[-1]]:
                dq.pop()
            # 将当前的元素入队
            dq.append(i)
            # 如果当前的i已经大于滑动窗口的大小，并且dq中的长度已经大于k，最先入队的下标和当前的下标之间的差值-1，一定是小于等于K。
            if i >= k and dq and dq[0] == i - k:
                # 出头元素
                dq.popleft()
            # 窗口滑动
            if i >= k - 1:
                # 取出最大值
                max_numbers.append(nums[dq[0]])

        return max_numbers
if __name__ == "__main__":
    nums = [3, 1, -1, -3, 5, 3, 6, 7]
    print(Solution().maxSlidingWindow(nums,3))

cpp代码

class Solution {
public:
    vector<int> maxSlidingWindow(vector<int>& nums, int k) {
          deque<int> dq;
        vector<int> max_numbers;

        for (int i = 0; i < nums.size(); ++i) {
            while (!dq.empty() && nums[i] >= nums[dq.back()]) {
                dq.pop_back();
            }
            dq.emplace_back(i);
            if (i >= k && !dq.empty() && dq.front() == i - k) {
                dq.pop_front();
            }
            if (i >= k - 1) {
                max_numbers.emplace_back(nums[dq.front()]);
            }
        }

        return max_numbers;
    }
};