day27 题目：剑指 Offer 59 - I. 滑动窗口的最大值、剑指 Offer 59 - II. 队列的最大值

知识点：队列、设计、滑动窗口，难度为困难、中等

学习计划链接：「剑指 Offer」 - 学习计划

剑指 Offer 59 - I. 滑动窗口的最大值

给定一个数组 nums 和滑动窗口的大小 k，请找出所有滑动窗口里的最大值。

示例:

输入: nums = [1,3,-1,-3,5,3,6,7], 和 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

提示：

你可以假设 k 总是有效的，在输入数组不为空的情况下，1 ≤ k ≤ 输入数组的大小。

注意：本题与主站 239 题相同：https://leetcode-cn.com/problems/sliding-window-maximum/

思路及代码

冲刺春招-精选笔面试 66 题大通关 16 同款题

用一个队列 q 存储下标，其对应元素单调递减

• 若滑动窗口中两个元素 j < i 并且 nums[j] <= nums[i] ，只要 j 还在窗口中，那么 i 一定也还在窗口中，所以最值一定不是 nums[j]，故可以将其移除
• 滑动过程中记录，若队尾元素小于等于当前新元素，则弹出，直到为空或者队尾元素大于新元素
• 同时若队头所存下标 q[0] 小于窗口左侧 l，则不断将队首弹出

/**
 * @param {number[]} nums
 * @param {number} k
 * @return {number[]}
 */
var maxSlidingWindow = function (nums, k) {
  if (nums.length === 0) return [];
  let q = [];
  let res = [];
  for (let i = 0; i < k; ++i) {
    while (q.length && nums[i] >= nums[q[q.length - 1]]) q.pop();
    q.push(i);
  }
  res.push(nums[q[0]]);
  for (let l = 1; l + k - 1 < nums.length; ++l) {
    let r = l + k - 1;
    while (q.length && nums[q[q.length - 1]] < nums[r]) q.pop();
    q.push(r);
    while (q.length && q[0] < l) q.shift();
    res.push(nums[q[0]]);
  }
  return res;
};

剑指 Offer 59 - II. 队列的最大值

请定义一个队列并实现函数 max_value 得到队列里的最大值，要求函数max_value、push_back 和 pop_front 的均摊时间复杂度都是 O(1)。

若队列为空，pop_front 和 max_value 需要返回 -1

示例 1：

输入:
["MaxQueue","push_back","push_back","max_value","pop_front","max_value"]
[[],[1],[2],[],[],[]]
输出: [null,null,null,2,1,2]

示例 2：

输入:
["MaxQueue","pop_front","max_value"]
[[],[],[]]
输出: [null,-1,-1]

限制：

• 1 <= push_back,pop_front,max_value的总操作数 <= 10000
• 1 <= value <= 10^5

思路及代码

比较类似之前的 min 栈：剑指 offer day1 栈与队列（简单）

// @algorithm @lc id=100337 lang=javascript
// @title dui-lie-de-zui-da-zhi-lcof
var MaxQueue = function () {
  this.maxq = [];
  this.q = [];
};

/**
 * @return {number}
 */
MaxQueue.prototype.max_value = function () {
  if (this.maxq.length == 0) return -1;
  return this.maxq[0];
};

/**
 * @param {number} value
 * @return {void}
 */
MaxQueue.prototype.push_back = function (value) {
  this.q.push(value);
  while (this.maxq.length != 0 && this.maxq[this.maxq.length - 1] < value) this.maxq.pop();
  this.maxq.push(value);
};

/**
 * @return {number}
 */
MaxQueue.prototype.pop_front = function () {
  if (this.maxq.length == 0 || this.q.length == 0) return -1;
  let value = this.q.shift();
  if (this.maxq.length != 0 && value == this.maxq[0]) this.maxq.shift();
  return value;
};

/**
 * Your MaxQueue object will be instantiated and called as such:
 * var obj = new MaxQueue()
 * var param_1 = obj.max_value()
 * obj.push_back(value)
 * var param_3 = obj.pop_front()
 */